mm: fix hang on anon_vma->root->lock
[linux-2.6.git] / mm / rmap.c
index 0c9a2df..f6f0d2d 100644 (file)
--- a/mm/rmap.c
+++ b/mm/rmap.c
@@ -14,7 +14,7 @@
  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
- * Contributions by Hugh Dickins <hugh@veritas.com> 2003, 2004
+ * Contributions by Hugh Dickins 2003, 2004
  */
 
 /*
  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
+ *
+ * (code doesn't rely on that order so it could be switched around)
+ * ->tasklist_lock
+ *   anon_vma->lock      (memory_failure, collect_procs_anon)
+ *     pte map lock
  */
 
 #include <linux/mm.h>
 #include <linux/swapops.h>
 #include <linux/slab.h>
 #include <linux/init.h>
+#include <linux/ksm.h>
 #include <linux/rmap.h>
 #include <linux/rcupdate.h>
 #include <linux/module.h>
-#include <linux/kallsyms.h>
 #include <linux/memcontrol.h>
+#include <linux/mmu_notifier.h>
+#include <linux/migrate.h>
+#include <linux/hugetlb.h>
 
 #include <asm/tlbflush.h>
 
-struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
+#include "internal.h"
+
+static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
+static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
+
+static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
+{
+       return kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
+}
+
+void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
+{
+       kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
+}
+
+static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(void)
+{
+       return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, GFP_KERNEL);
+}
 
-/* This must be called under the mmap_sem. */
+void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
+{
+       kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
+}
+
+/**
+ * anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
+ * @vma: the memory region in question
+ *
+ * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
+ * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
+ * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
+ *
+ * The common case will be that we already have one, but if
+ * if not we either need to find an adjacent mapping that we
+ * can re-use the anon_vma from (very common when the only
+ * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
+ * allocate a new one.
+ *
+ * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
+ * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma()
+ * and that may actually touch the spinlock even in the newly
+ * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
+ * anon_vma isn't actually destroyed).
+ *
+ * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
+ * for the new allocation. At the same time, we do not want
+ * to do any locking for the common case of already having
+ * an anon_vma.
+ *
+ * This must be called with the mmap_sem held for reading.
+ */
 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
 {
        struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
+       struct anon_vma_chain *avc;
 
        might_sleep();
        if (unlikely(!anon_vma)) {
                struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
-               struct anon_vma *allocated, *locked;
+               struct anon_vma *allocated;
+
+               avc = anon_vma_chain_alloc();
+               if (!avc)
+                       goto out_enomem;
 
                anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
-               if (anon_vma) {
-                       allocated = NULL;
-                       locked = anon_vma;
-                       spin_lock(&locked->lock);
-               } else {
+               allocated = NULL;
+               if (!anon_vma) {
                        anon_vma = anon_vma_alloc();
                        if (unlikely(!anon_vma))
-                               return -ENOMEM;
+                               goto out_enomem_free_avc;
                        allocated = anon_vma;
-                       locked = NULL;
+                       /*
+                        * This VMA had no anon_vma yet.  This anon_vma is
+                        * the root of any anon_vma tree that might form.
+                        */
+                       anon_vma->root = anon_vma;
                }
 
+               anon_vma_lock(anon_vma);
                /* page_table_lock to protect against threads */
                spin_lock(&mm->page_table_lock);
                if (likely(!vma->anon_vma)) {
                        vma->anon_vma = anon_vma;
-                       list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
+                       avc->anon_vma = anon_vma;
+                       avc->vma = vma;
+                       list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
+                       list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
                        allocated = NULL;
+                       avc = NULL;
                }
                spin_unlock(&mm->page_table_lock);
+               anon_vma_unlock(anon_vma);
 
-               if (locked)
-                       spin_unlock(&locked->lock);
                if (unlikely(allocated))
                        anon_vma_free(allocated);
+               if (unlikely(avc))
+                       anon_vma_chain_free(avc);
        }
        return 0;
+
+ out_enomem_free_avc:
+       anon_vma_chain_free(avc);
+ out_enomem:
+       return -ENOMEM;
 }
 
-void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
+static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
+                               struct anon_vma_chain *avc,
+                               struct anon_vma *anon_vma)
 {
-       BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
-       list_del(&next->anon_vma_node);
+       avc->vma = vma;
+       avc->anon_vma = anon_vma;
+       list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
+
+       anon_vma_lock(anon_vma);
+       list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
+       anon_vma_unlock(anon_vma);
 }
 
-void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
+/*
+ * Attach the anon_vmas from src to dst.
+ * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
+ */
+int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
 {
-       struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
+       struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
+
+       list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
+               avc = anon_vma_chain_alloc();
+               if (!avc)
+                       goto enomem_failure;
+               anon_vma_chain_link(dst, avc, pavc->anon_vma);
+       }
+       return 0;
 
-       if (anon_vma)
-               list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
+ enomem_failure:
+       unlink_anon_vmas(dst);
+       return -ENOMEM;
 }
 
-void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
+/*
+ * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
+ * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
+ * Returns 0 on success, non-zero on failure.
+ */
+int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
 {
-       struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
+       struct anon_vma_chain *avc;
+       struct anon_vma *anon_vma;
 
-       if (anon_vma) {
-               spin_lock(&anon_vma->lock);
-               list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
-               spin_unlock(&anon_vma->lock);
-       }
+       /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
+       if (!pvma->anon_vma)
+               return 0;
+
+       /*
+        * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
+        * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
+        */
+       if (anon_vma_clone(vma, pvma))
+               return -ENOMEM;
+
+       /* Then add our own anon_vma. */
+       anon_vma = anon_vma_alloc();
+       if (!anon_vma)
+               goto out_error;
+       avc = anon_vma_chain_alloc();
+       if (!avc)
+               goto out_error_free_anon_vma;
+
+       /*
+        * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
+        * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
+        */
+       anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
+       /*
+        * With KSM refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
+        * process it belongs to.  The root anon_vma needs to be pinned
+        * until this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
+        */
+       get_anon_vma(anon_vma->root);
+       /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
+       vma->anon_vma = anon_vma;
+       anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
+
+       return 0;
+
+ out_error_free_anon_vma:
+       anon_vma_free(anon_vma);
+ out_error:
+       unlink_anon_vmas(vma);
+       return -ENOMEM;
 }
 
-void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
+static void anon_vma_unlink(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
 {
-       struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
+       struct anon_vma *anon_vma = anon_vma_chain->anon_vma;
        int empty;
 
+       /* If anon_vma_fork fails, we can get an empty anon_vma_chain. */
        if (!anon_vma)
                return;
 
-       spin_lock(&anon_vma->lock);
-       list_del(&vma->anon_vma_node);
+       anon_vma_lock(anon_vma);
+       list_del(&anon_vma_chain->same_anon_vma);
 
        /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
-       empty = list_empty(&anon_vma->head);
-       spin_unlock(&anon_vma->lock);
+       empty = list_empty(&anon_vma->head) && !anonvma_external_refcount(anon_vma);
+       anon_vma_unlock(anon_vma);
 
-       if (empty)
+       if (empty) {
+               /* We no longer need the root anon_vma */
+               if (anon_vma->root != anon_vma)
+                       drop_anon_vma(anon_vma->root);
                anon_vma_free(anon_vma);
+       }
 }
 
-static void anon_vma_ctor(struct kmem_cache *cachep, void *data)
+void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
+{
+       struct anon_vma_chain *avc, *next;
+
+       /*
+        * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
+        * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
+        */
+       list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
+               anon_vma_unlink(avc);
+               list_del(&avc->same_vma);
+               anon_vma_chain_free(avc);
+       }
+}
+
+static void anon_vma_ctor(void *data)
 {
        struct anon_vma *anon_vma = data;
 
        spin_lock_init(&anon_vma->lock);
+       anonvma_external_refcount_init(anon_vma);
        INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
 }
 
@@ -150,35 +307,49 @@ void __init anon_vma_init(void)
 {
        anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
                        0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
+       anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain, SLAB_PANIC);
 }
 
 /*
  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
  */
-static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
+struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
 {
-       struct anon_vma *anon_vma;
+       struct anon_vma *anon_vma, *root_anon_vma;
        unsigned long anon_mapping;
 
        rcu_read_lock();
-       anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
-       if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
+       anon_mapping = (unsigned long) ACCESS_ONCE(page->mapping);
+       if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
                goto out;
        if (!page_mapped(page))
                goto out;
 
        anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
-       spin_lock(&anon_vma->lock);
-       return anon_vma;
+       root_anon_vma = ACCESS_ONCE(anon_vma->root);
+       spin_lock(&root_anon_vma->lock);
+
+       /*
+        * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
+        * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against
+        * the anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
+        * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the spin_lock above cannot
+        * corrupt): with anon_vma_prepare() or anon_vma_fork() redirecting
+        * anon_vma->root before page_unlock_anon_vma() is called to unlock.
+        */
+       if (page_mapped(page))
+               return anon_vma;
+
+       spin_unlock(&root_anon_vma->lock);
 out:
        rcu_read_unlock();
        return NULL;
 }
 
-static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
+void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
 {
-       spin_unlock(&anon_vma->lock);
+       anon_vma_unlock(anon_vma);
        rcu_read_unlock();
 }
 
@@ -193,6 +364,8 @@ vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
        pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
        unsigned long address;
 
+       if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
+               pgoff = page->index << huge_page_order(page_hstate(page));
        address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
        if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
                /* page should be within @vma mapping range */
@@ -202,14 +375,13 @@ vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 }
 
 /*
- * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
- * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
+ * At what user virtual address is page expected in vma?
+ * Caller should check the page is actually part of the vma.
  */
 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 {
        if (PageAnon(page)) {
-               if ((void *)vma->anon_vma !=
-                   (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
+               if (vma->anon_vma->root != page_anon_vma(page)->root)
                        return -EFAULT;
        } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
                if (!vma->vm_file ||
@@ -223,10 +395,14 @@ unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 /*
  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
  *
+ * If @sync is false, page_check_address may perform a racy check to avoid
+ * the page table lock when the pte is not present (helpful when reclaiming
+ * highly shared pages).
+ *
  * On success returns with pte mapped and locked.
  */
 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
-                         unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
+                         unsigned long address, spinlock_t **ptlp, int sync)
 {
        pgd_t *pgd;
        pud_t *pud;
@@ -234,6 +410,12 @@ pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
        pte_t *pte;
        spinlock_t *ptl;
 
+       if (unlikely(PageHuge(page))) {
+               pte = huge_pte_offset(mm, address);
+               ptl = &mm->page_table_lock;
+               goto check;
+       }
+
        pgd = pgd_offset(mm, address);
        if (!pgd_present(*pgd))
                return NULL;
@@ -248,12 +430,13 @@ pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
 
        pte = pte_offset_map(pmd, address);
        /* Make a quick check before getting the lock */
-       if (!pte_present(*pte)) {
+       if (!sync && !pte_present(*pte)) {
                pte_unmap(pte);
                return NULL;
        }
 
        ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
+check:
        spin_lock(ptl);
        if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
                *ptlp = ptl;
@@ -263,32 +446,71 @@ pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
        return NULL;
 }
 
+/**
+ * page_mapped_in_vma - check whether a page is really mapped in a VMA
+ * @page: the page to test
+ * @vma: the VMA to test
+ *
+ * Returns 1 if the page is mapped into the page tables of the VMA, 0
+ * if the page is not mapped into the page tables of this VMA.  Only
+ * valid for normal file or anonymous VMAs.
+ */
+int page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
+{
+       unsigned long address;
+       pte_t *pte;
+       spinlock_t *ptl;
+
+       address = vma_address(page, vma);
+       if (address == -EFAULT)         /* out of vma range */
+               return 0;
+       pte = page_check_address(page, vma->vm_mm, address, &ptl, 1);
+       if (!pte)                       /* the page is not in this mm */
+               return 0;
+       pte_unmap_unlock(pte, ptl);
+
+       return 1;
+}
+
 /*
  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
  */
-static int page_referenced_one(struct page *page,
-       struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
+int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
+                       unsigned long address, unsigned int *mapcount,
+                       unsigned long *vm_flags)
 {
        struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
-       unsigned long address;
        pte_t *pte;
        spinlock_t *ptl;
        int referenced = 0;
 
-       address = vma_address(page, vma);
-       if (address == -EFAULT)
-               goto out;
-
-       pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
+       pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
        if (!pte)
                goto out;
 
+       /*
+        * Don't want to elevate referenced for mlocked page that gets this far,
+        * in order that it progresses to try_to_unmap and is moved to the
+        * unevictable list.
+        */
        if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
-               referenced++;
                *mapcount = 1;  /* break early from loop */
-       } else if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
-               referenced++;
+               *vm_flags |= VM_LOCKED;
+               goto out_unmap;
+       }
+
+       if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
+               /*
+                * Don't treat a reference through a sequentially read
+                * mapping as such.  If the page has been used in
+                * another mapping, we will catch it; if this other
+                * mapping is already gone, the unmap path will have
+                * set PG_referenced or activated the page.
+                */
+               if (likely(!VM_SequentialReadHint(vma)))
+                       referenced++;
+       }
 
        /* Pretend the page is referenced if the task has the
           swap token and is in the middle of a page fault. */
@@ -296,18 +518,23 @@ static int page_referenced_one(struct page *page,
                        rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
                referenced++;
 
+out_unmap:
        (*mapcount)--;
        pte_unmap_unlock(pte, ptl);
+
+       if (referenced)
+               *vm_flags |= vma->vm_flags;
 out:
        return referenced;
 }
 
 static int page_referenced_anon(struct page *page,
-                               struct mem_cgroup *mem_cont)
+                               struct mem_cgroup *mem_cont,
+                               unsigned long *vm_flags)
 {
        unsigned int mapcount;
        struct anon_vma *anon_vma;
-       struct vm_area_struct *vma;
+       struct anon_vma_chain *avc;
        int referenced = 0;
 
        anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
@@ -315,7 +542,11 @@ static int page_referenced_anon(struct page *page,
                return referenced;
 
        mapcount = page_mapcount(page);
-       list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
+       list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
+               struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
+               unsigned long address = vma_address(page, vma);
+               if (address == -EFAULT)
+                       continue;
                /*
                 * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
                 * counting on behalf of references from different
@@ -323,7 +554,8 @@ static int page_referenced_anon(struct page *page,
                 */
                if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
                        continue;
-               referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
+               referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
+                                                 &mapcount, vm_flags);
                if (!mapcount)
                        break;
        }
@@ -335,6 +567,8 @@ static int page_referenced_anon(struct page *page,
 /**
  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
  * @page: the page we're checking references on.
+ * @mem_cont: target memory controller
+ * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
  *
  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
@@ -344,7 +578,8 @@ static int page_referenced_anon(struct page *page,
  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
  */
 static int page_referenced_file(struct page *page,
-                               struct mem_cgroup *mem_cont)
+                               struct mem_cgroup *mem_cont,
+                               unsigned long *vm_flags)
 {
        unsigned int mapcount;
        struct address_space *mapping = page->mapping;
@@ -377,6 +612,9 @@ static int page_referenced_file(struct page *page,
        mapcount = page_mapcount(page);
 
        vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
+               unsigned long address = vma_address(page, vma);
+               if (address == -EFAULT)
+                       continue;
                /*
                 * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
                 * counting on behalf of references from different
@@ -384,12 +622,8 @@ static int page_referenced_file(struct page *page,
                 */
                if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
                        continue;
-               if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
-                                 == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
-                       referenced++;
-                       break;
-               }
-               referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
+               referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
+                                                 &mapcount, vm_flags);
                if (!mapcount)
                        break;
        }
@@ -402,51 +636,57 @@ static int page_referenced_file(struct page *page,
  * page_referenced - test if the page was referenced
  * @page: the page to test
  * @is_locked: caller holds lock on the page
+ * @mem_cont: target memory controller
+ * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
  *
  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
  * returns the number of ptes which referenced the page.
  */
-int page_referenced(struct page *page, int is_locked,
-                       struct mem_cgroup *mem_cont)
+int page_referenced(struct page *page,
+                   int is_locked,
+                   struct mem_cgroup *mem_cont,
+                   unsigned long *vm_flags)
 {
        int referenced = 0;
-
+       int we_locked = 0;
+
+       *vm_flags = 0;
+       if (page_mapped(page) && page_rmapping(page)) {
+               if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
+                       we_locked = trylock_page(page);
+                       if (!we_locked) {
+                               referenced++;
+                               goto out;
+                       }
+               }
+               if (unlikely(PageKsm(page)))
+                       referenced += page_referenced_ksm(page, mem_cont,
+                                                               vm_flags);
+               else if (PageAnon(page))
+                       referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont,
+                                                               vm_flags);
+               else if (page->mapping)
+                       referenced += page_referenced_file(page, mem_cont,
+                                                               vm_flags);
+               if (we_locked)
+                       unlock_page(page);
+       }
+out:
        if (page_test_and_clear_young(page))
                referenced++;
 
-       if (TestClearPageReferenced(page))
-               referenced++;
-
-       if (page_mapped(page) && page->mapping) {
-               if (PageAnon(page))
-                       referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont);
-               else if (is_locked)
-                       referenced += page_referenced_file(page, mem_cont);
-               else if (TestSetPageLocked(page))
-                       referenced++;
-               else {
-                       if (page->mapping)
-                               referenced +=
-                                       page_referenced_file(page, mem_cont);
-                       unlock_page(page);
-               }
-       }
        return referenced;
 }
 
-static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
+static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
+                           unsigned long address)
 {
        struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
-       unsigned long address;
        pte_t *pte;
        spinlock_t *ptl;
        int ret = 0;
 
-       address = vma_address(page, vma);
-       if (address == -EFAULT)
-               goto out;
-
-       pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
+       pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 1);
        if (!pte)
                goto out;
 
@@ -454,7 +694,7 @@ static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
                pte_t entry;
 
                flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
-               entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
+               entry = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
                entry = pte_wrprotect(entry);
                entry = pte_mkclean(entry);
                set_pte_at(mm, address, pte, entry);
@@ -477,8 +717,12 @@ static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
 
        spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
        vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
-               if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
-                       ret += page_mkclean_one(page, vma);
+               if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
+                       unsigned long address = vma_address(page, vma);
+                       if (address == -EFAULT)
+                               continue;
+                       ret += page_mkclean_one(page, vma, address);
+               }
        }
        spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
        return ret;
@@ -506,31 +750,70 @@ int page_mkclean(struct page *page)
 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
 
 /**
- * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
- * @page:      the page to add the mapping to
- * @vma:       the vm area in which the mapping is added
+ * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
+ * @page:      the page to move to our anon_vma
+ * @vma:       the vma the page belongs to
  * @address:   the user virtual address mapped
+ *
+ * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
+ * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
+ * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
+ * processes.
  */
-static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
+void page_move_anon_rmap(struct page *page,
        struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 {
        struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 
-       BUG_ON(!anon_vma);
+       VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
+       VM_BUG_ON(!anon_vma);
+       VM_BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
+
        anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
        page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
+}
 
-       page->index = linear_page_index(vma, address);
+/**
+ * __page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
+ * @page:      the page to add the mapping to
+ * @vma:       the vm area in which the mapping is added
+ * @address:   the user virtual address mapped
+ * @exclusive: the page is exclusively owned by the current process
+ */
+static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
+       struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
+{
+       struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
+
+       BUG_ON(!anon_vma);
 
        /*
-        * nr_mapped state can be updated without turning off
-        * interrupts because it is not modified via interrupt.
+        * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
+        * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
+        * page mapping!
         */
-       __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
+       if (!exclusive) {
+               if (PageAnon(page))
+                       return;
+               anon_vma = anon_vma->root;
+       } else {
+               /*
+                * In this case, swapped-out-but-not-discarded swap-cache
+                * is remapped. So, no need to update page->mapping here.
+                * We convice anon_vma poitned by page->mapping is not obsolete
+                * because vma->anon_vma is necessary to be a family of it.
+                */
+               if (PageAnon(page))
+                       return;
+       }
+
+       anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
+       page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
+       page->index = linear_page_index(vma, address);
 }
 
 /**
- * page_set_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
+ * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
  * @page:      the page to add the mapping to
  * @vma:       the vm area in which the mapping is added
  * @address:   the user virtual address mapped
@@ -551,9 +834,7 @@ static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
         * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
         * over the call to page_add_new_anon_rmap.
         */
-       struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
-       anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
-       BUG_ON(page->mapping != (struct address_space *)anon_vma);
+       BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
        BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
 #endif
 }
@@ -564,26 +845,40 @@ static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
  * @vma:       the vm area in which the mapping is added
  * @address:   the user virtual address mapped
  *
- * The caller needs to hold the pte lock and the page must be locked.
+ * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
+ * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
+ * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
+ * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
  */
 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
        struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 {
+       do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, 0);
+}
+
+/*
+ * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
+ * into pages that are exclusively owned by the current process.
+ * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
+ */
+void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
+       struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
+{
+       int first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
+       if (first)
+               __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
+       if (unlikely(PageKsm(page)))
+               return;
+
        VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
        VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
-       if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
-               __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
-       else {
+       if (first)
+               __page_set_anon_rmap(page, vma, address, exclusive);
+       else
                __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
-               /*
-                * We unconditionally charged during prepare, we uncharge here
-                * This takes care of balancing the reference counts
-                */
-               mem_cgroup_uncharge_page(page);
-       }
 }
 
-/*
+/**
  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
  * @page:      the page to add the mapping to
  * @vma:       the vm area in which the mapping is added
@@ -596,9 +891,15 @@ void page_add_anon_rmap(struct page *page,
 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
        struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 {
-       BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
-       atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
-       __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
+       VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
+       SetPageSwapBacked(page);
+       atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
+       __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
+       __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
+       if (page_evictable(page, vma))
+               lru_cache_add_lru(page, LRU_ACTIVE_ANON);
+       else
+               add_page_to_unevictable_list(page);
 }
 
 /**
@@ -609,35 +910,11 @@ void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
  */
 void page_add_file_rmap(struct page *page)
 {
-       if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
+       if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
                __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
-       else
-               /*
-                * We unconditionally charged during prepare, we uncharge here
-                * This takes care of balancing the reference counts
-                */
-               mem_cgroup_uncharge_page(page);
-}
-
-#ifdef CONFIG_DEBUG_VM
-/**
- * page_dup_rmap - duplicate pte mapping to a page
- * @page:      the page to add the mapping to
- *
- * For copy_page_range only: minimal extract from page_add_file_rmap /
- * page_add_anon_rmap, avoiding unnecessary tests (already checked) so it's
- * quicker.
- *
- * The caller needs to hold the pte lock.
- */
-void page_dup_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
-{
-       BUG_ON(page_mapcount(page) == 0);
-       if (PageAnon(page))
-               __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
-       atomic_inc(&page->_mapcount);
+               mem_cgroup_update_file_mapped(page, 1);
+       }
 }
-#endif
 
 /**
  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
@@ -645,64 +922,61 @@ void page_dup_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long
  *
  * The caller needs to hold the pte lock.
  */
-void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
-{
-       if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
-               if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
-                       printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
-                       printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
-                       printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
-                       printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
-                       printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
-                       print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
-                       if (vma->vm_ops) {
-                               print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
-                               print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->fault = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->fault);
-                       }
-                       if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
-                               print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
-                       BUG();
-               }
+void page_remove_rmap(struct page *page)
+{
+       /* page still mapped by someone else? */
+       if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
+               return;
 
-               /*
-                * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
-                * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
-                * which increments mapcount after us but sets mapping
-                * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
-                * and remember that it's only reliable while mapped.
-                * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
-                * faster for those pages still in swapcache.
-                */
-               if (page_test_dirty(page)) {
-                       page_clear_dirty(page);
-                       set_page_dirty(page);
-               }
+       /*
+        * Now that the last pte has gone, s390 must transfer dirty
+        * flag from storage key to struct page.  We can usually skip
+        * this if the page is anon, so about to be freed; but perhaps
+        * not if it's in swapcache - there might be another pte slot
+        * containing the swap entry, but page not yet written to swap.
+        */
+       if ((!PageAnon(page) || PageSwapCache(page)) && page_test_dirty(page)) {
+               page_clear_dirty(page);
+               set_page_dirty(page);
+       }
+       /*
+        * Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES nor NR_FILE_MAPPED
+        * and not charged by memcg for now.
+        */
+       if (unlikely(PageHuge(page)))
+               return;
+       if (PageAnon(page)) {
                mem_cgroup_uncharge_page(page);
-
-               __dec_zone_page_state(page,
-                               PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
+               __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
+       } else {
+               __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
+               mem_cgroup_update_file_mapped(page, -1);
        }
+       /*
+        * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
+        * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
+        * which increments mapcount after us but sets mapping
+        * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
+        * and remember that it's only reliable while mapped.
+        * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
+        * faster for those pages still in swapcache.
+        */
 }
 
 /*
  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
  */
-static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
-                               int migration)
+int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
+                    unsigned long address, enum ttu_flags flags)
 {
        struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
-       unsigned long address;
        pte_t *pte;
        pte_t pteval;
        spinlock_t *ptl;
        int ret = SWAP_AGAIN;
 
-       address = vma_address(page, vma);
-       if (address == -EFAULT)
-               goto out;
-
-       pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
+       pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
        if (!pte)
                goto out;
 
@@ -711,15 +985,23 @@ static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
         * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
         * skipped over this mm) then we should reactivate it.
         */
-       if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
-                       (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
-               ret = SWAP_FAIL;
-               goto out_unmap;
+       if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
+               if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
+                       goto out_mlock;
+
+               if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
+                       goto out_unmap;
        }
+       if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
+               if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
+                       ret = SWAP_FAIL;
+                       goto out_unmap;
+               }
+       }
 
        /* Nuke the page table entry. */
        flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
-       pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
+       pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
 
        /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
        if (pte_dirty(pteval))
@@ -728,7 +1010,14 @@ static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
        /* Update high watermark before we lower rss */
        update_hiwater_rss(mm);
 
-       if (PageAnon(page)) {
+       if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
+               if (PageAnon(page))
+                       dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
+               else
+                       dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
+               set_pte_at(mm, address, pte,
+                               swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
+       } else if (PageAnon(page)) {
                swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
 
                if (PageSwapCache(page)) {
@@ -736,46 +1025,66 @@ static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
                         * Store the swap location in the pte.
                         * See handle_pte_fault() ...
                         */
-                       swap_duplicate(entry);
+                       if (swap_duplicate(entry) < 0) {
+                               set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
+                               ret = SWAP_FAIL;
+                               goto out_unmap;
+                       }
                        if (list_empty(&mm->mmlist)) {
                                spin_lock(&mmlist_lock);
                                if (list_empty(&mm->mmlist))
                                        list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
                                spin_unlock(&mmlist_lock);
                        }
-                       dec_mm_counter(mm, anon_rss);
-#ifdef CONFIG_MIGRATION
-               } else {
+                       dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
+                       inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
+               } else if (PAGE_MIGRATION) {
                        /*
                         * Store the pfn of the page in a special migration
                         * pte. do_swap_page() will wait until the migration
                         * pte is removed and then restart fault handling.
                         */
-                       BUG_ON(!migration);
+                       BUG_ON(TTU_ACTION(flags) != TTU_MIGRATION);
                        entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
-#endif
                }
                set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
                BUG_ON(pte_file(*pte));
-       } else
-#ifdef CONFIG_MIGRATION
-       if (migration) {
+       } else if (PAGE_MIGRATION && (TTU_ACTION(flags) == TTU_MIGRATION)) {
                /* Establish migration entry for a file page */
                swp_entry_t entry;
                entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
                set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
        } else
-#endif
-               dec_mm_counter(mm, file_rss);
-
+               dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
 
-       page_remove_rmap(page, vma);
+       page_remove_rmap(page);
        page_cache_release(page);
 
 out_unmap:
        pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 out:
        return ret;
+
+out_mlock:
+       pte_unmap_unlock(pte, ptl);
+
+
+       /*
+        * We need mmap_sem locking, Otherwise VM_LOCKED check makes
+        * unstable result and race. Plus, We can't wait here because
+        * we now hold anon_vma->lock or mapping->i_mmap_lock.
+        * if trylock failed, the page remain in evictable lru and later
+        * vmscan could retry to move the page to unevictable lru if the
+        * page is actually mlocked.
+        */
+       if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
+               if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
+                       mlock_vma_page(page);
+                       ret = SWAP_MLOCK;
+               }
+               up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
+       }
+       return ret;
 }
 
 /*
@@ -796,12 +1105,17 @@ out:
  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
+ *
+ * Mlocked pages:  check VM_LOCKED under mmap_sem held for read, if we can
+ * acquire it without blocking.  If vma locked, mlock the pages in the cluster,
+ * rather than unmapping them.  If we encounter the "check_page" that vmscan is
+ * trying to unmap, return SWAP_MLOCK, else default SWAP_AGAIN.
  */
 #define CLUSTER_SIZE   min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
 #define CLUSTER_MASK   (~(CLUSTER_SIZE - 1))
 
-static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
-       unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
+static int try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor, unsigned int *mapcount,
+               struct vm_area_struct *vma, struct page *check_page)
 {
        struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
        pgd_t *pgd;
@@ -813,6 +1127,8 @@ static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
        struct page *page;
        unsigned long address;
        unsigned long end;
+       int ret = SWAP_AGAIN;
+       int locked_vma = 0;
 
        address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
        end = address + CLUSTER_SIZE;
@@ -823,15 +1139,25 @@ static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
 
        pgd = pgd_offset(mm, address);
        if (!pgd_present(*pgd))
-               return;
+               return ret;
 
        pud = pud_offset(pgd, address);
        if (!pud_present(*pud))
-               return;
+               return ret;
 
        pmd = pmd_offset(pud, address);
        if (!pmd_present(*pmd))
-               return;
+               return ret;
+
+       /*
+        * If we can acquire the mmap_sem for read, and vma is VM_LOCKED,
+        * keep the sem while scanning the cluster for mlocking pages.
+        */
+       if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
+               locked_vma = (vma->vm_flags & VM_LOCKED);
+               if (!locked_vma)
+                       up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem); /* don't need it */
+       }
 
        pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 
@@ -844,12 +1170,19 @@ static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
                page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
                BUG_ON(!page || PageAnon(page));
 
-               if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
+               if (locked_vma) {
+                       mlock_vma_page(page);   /* no-op if already mlocked */
+                       if (page == check_page)
+                               ret = SWAP_MLOCK;
+                       continue;       /* don't unmap */
+               }
+
+               if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
                        continue;
 
                /* Nuke the page table entry. */
                flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
-               pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
+               pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
 
                /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
                if (page->index != linear_page_index(vma, address))
@@ -859,27 +1192,78 @@ static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
                if (pte_dirty(pteval))
                        set_page_dirty(page);
 
-               page_remove_rmap(page, vma);
+               page_remove_rmap(page);
                page_cache_release(page);
-               dec_mm_counter(mm, file_rss);
+               dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
                (*mapcount)--;
        }
        pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
+       if (locked_vma)
+               up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
+       return ret;
 }
 
-static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
+static bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
+{
+       int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
+
+       if (!maybe_stack)
+               return false;
+
+       if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
+                                               VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
+               return true;
+
+       return false;
+}
+
+/**
+ * try_to_unmap_anon - unmap or unlock anonymous page using the object-based
+ * rmap method
+ * @page: the page to unmap/unlock
+ * @flags: action and flags
+ *
+ * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
+ * contained in the anon_vma struct it points to.
+ *
+ * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
+ * anonymous pages.
+ * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
+ * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
+ * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
+ * 'LOCKED.
+ */
+static int try_to_unmap_anon(struct page *page, enum ttu_flags flags)
 {
        struct anon_vma *anon_vma;
-       struct vm_area_struct *vma;
+       struct anon_vma_chain *avc;
        int ret = SWAP_AGAIN;
 
        anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
        if (!anon_vma)
                return ret;
 
-       list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
-               ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
-               if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
+       list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
+               struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
+               unsigned long address;
+
+               /*
+                * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
+                * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
+                * page tables leading to a race where migration cannot
+                * find the migration ptes. Rather than increasing the
+                * locking requirements of exec(), migration skips
+                * temporary VMAs until after exec() completes.
+                */
+               if (PAGE_MIGRATION && (flags & TTU_MIGRATION) &&
+                               is_vma_temporary_stack(vma))
+                       continue;
+
+               address = vma_address(page, vma);
+               if (address == -EFAULT)
+                       continue;
+               ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
+               if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
                        break;
        }
 
@@ -888,15 +1272,21 @@ static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
 }
 
 /**
- * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
- * @page: the page to unmap
+ * try_to_unmap_file - unmap/unlock file page using the object-based rmap method
+ * @page: the page to unmap/unlock
+ * @flags: action and flags
  *
  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
  * contained in the address_space struct it points to.
  *
- * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
+ * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
+ * object-based pages.
+ * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
+ * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
+ * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
+ * 'LOCKED.
  */
-static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
+static int try_to_unmap_file(struct page *page, enum ttu_flags flags)
 {
        struct address_space *mapping = page->mapping;
        pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
@@ -910,18 +1300,27 @@ static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
 
        spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
        vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
-               ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
-               if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
+               unsigned long address = vma_address(page, vma);
+               if (address == -EFAULT)
+                       continue;
+               ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
+               if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
                        goto out;
        }
 
        if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
                goto out;
 
+       /*
+        * We don't bother to try to find the munlocked page in nonlinears.
+        * It's costly. Instead, later, page reclaim logic may call
+        * try_to_unmap(TTU_MUNLOCK) and recover PG_mlocked lazily.
+        */
+       if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
+               goto out;
+
        list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
                                                shared.vm_set.list) {
-               if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
-                       continue;
                cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
                if (cursor > max_nl_cursor)
                        max_nl_cursor = cursor;
@@ -930,7 +1329,7 @@ static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
                        max_nl_size = cursor;
        }
 
-       if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
+       if (max_nl_size == 0) { /* all nonlinears locked or reserved ? */
                ret = SWAP_FAIL;
                goto out;
        }
@@ -954,12 +1353,12 @@ static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
        do {
                list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
                                                shared.vm_set.list) {
-                       if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
-                               continue;
                        cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
                        while ( cursor < max_nl_cursor &&
                                cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
-                               try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
+                               if (try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount,
+                                               vma, page) == SWAP_MLOCK)
+                                       ret = SWAP_MLOCK;
                                cursor += CLUSTER_SIZE;
                                vma->vm_private_data = (void *) cursor;
                                if ((int)mapcount <= 0)
@@ -986,6 +1385,7 @@ out:
 /**
  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
  * @page: the page to get unmapped
+ * @flags: action and flags
  *
  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
@@ -994,20 +1394,205 @@ out:
  * SWAP_SUCCESS        - we succeeded in removing all mappings
  * SWAP_AGAIN  - we missed a mapping, try again later
  * SWAP_FAIL   - the page is unswappable
+ * SWAP_MLOCK  - page is mlocked.
  */
-int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
+int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
 {
        int ret;
 
        BUG_ON(!PageLocked(page));
 
-       if (PageAnon(page))
-               ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
+       if (unlikely(PageKsm(page)))
+               ret = try_to_unmap_ksm(page, flags);
+       else if (PageAnon(page))
+               ret = try_to_unmap_anon(page, flags);
        else
-               ret = try_to_unmap_file(page, migration);
-
-       if (!page_mapped(page))
+               ret = try_to_unmap_file(page, flags);
+       if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapped(page))
                ret = SWAP_SUCCESS;
        return ret;
 }
 
+/**
+ * try_to_munlock - try to munlock a page
+ * @page: the page to be munlocked
+ *
+ * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
+ * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
+ * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
+ *
+ * Return values are:
+ *
+ * SWAP_AGAIN  - no vma is holding page mlocked, or,
+ * SWAP_AGAIN  - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
+ * SWAP_FAIL   - page cannot be located at present
+ * SWAP_MLOCK  - page is now mlocked.
+ */
+int try_to_munlock(struct page *page)
+{
+       VM_BUG_ON(!PageLocked(page) || PageLRU(page));
+
+       if (unlikely(PageKsm(page)))
+               return try_to_unmap_ksm(page, TTU_MUNLOCK);
+       else if (PageAnon(page))
+               return try_to_unmap_anon(page, TTU_MUNLOCK);
+       else
+               return try_to_unmap_file(page, TTU_MUNLOCK);
+}
+
+#if defined(CONFIG_KSM) || defined(CONFIG_MIGRATION)
+/*
+ * Drop an anon_vma refcount, freeing the anon_vma and anon_vma->root
+ * if necessary.  Be careful to do all the tests under the lock.  Once
+ * we know we are the last user, nobody else can get a reference and we
+ * can do the freeing without the lock.
+ */
+void drop_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
+{
+       BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->external_refcount) <= 0);
+       if (atomic_dec_and_lock(&anon_vma->external_refcount, &anon_vma->root->lock)) {
+               struct anon_vma *root = anon_vma->root;
+               int empty = list_empty(&anon_vma->head);
+               int last_root_user = 0;
+               int root_empty = 0;
+
+               /*
+                * The refcount on a non-root anon_vma got dropped.  Drop
+                * the refcount on the root and check if we need to free it.
+                */
+               if (empty && anon_vma != root) {
+                       BUG_ON(atomic_read(&root->external_refcount) <= 0);
+                       last_root_user = atomic_dec_and_test(&root->external_refcount);
+                       root_empty = list_empty(&root->head);
+               }
+               anon_vma_unlock(anon_vma);
+
+               if (empty) {
+                       anon_vma_free(anon_vma);
+                       if (root_empty && last_root_user)
+                               anon_vma_free(root);
+               }
+       }
+}
+#endif
+
+#ifdef CONFIG_MIGRATION
+/*
+ * rmap_walk() and its helpers rmap_walk_anon() and rmap_walk_file():
+ * Called by migrate.c to remove migration ptes, but might be used more later.
+ */
+static int rmap_walk_anon(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
+               struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
+{
+       struct anon_vma *anon_vma;
+       struct anon_vma_chain *avc;
+       int ret = SWAP_AGAIN;
+
+       /*
+        * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma()
+        * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
+        * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
+        * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
+        */
+       anon_vma = page_anon_vma(page);
+       if (!anon_vma)
+               return ret;
+       anon_vma_lock(anon_vma);
+       list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
+               struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
+               unsigned long address = vma_address(page, vma);
+               if (address == -EFAULT)
+                       continue;
+               ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
+               if (ret != SWAP_AGAIN)
+                       break;
+       }
+       anon_vma_unlock(anon_vma);
+       return ret;
+}
+
+static int rmap_walk_file(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
+               struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
+{
+       struct address_space *mapping = page->mapping;
+       pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
+       struct vm_area_struct *vma;
+       struct prio_tree_iter iter;
+       int ret = SWAP_AGAIN;
+
+       if (!mapping)
+               return ret;
+       spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
+       vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
+               unsigned long address = vma_address(page, vma);
+               if (address == -EFAULT)
+                       continue;
+               ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
+               if (ret != SWAP_AGAIN)
+                       break;
+       }
+       /*
+        * No nonlinear handling: being always shared, nonlinear vmas
+        * never contain migration ptes.  Decide what to do about this
+        * limitation to linear when we need rmap_walk() on nonlinear.
+        */
+       spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
+       return ret;
+}
+
+int rmap_walk(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
+               struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
+{
+       VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
+
+       if (unlikely(PageKsm(page)))
+               return rmap_walk_ksm(page, rmap_one, arg);
+       else if (PageAnon(page))
+               return rmap_walk_anon(page, rmap_one, arg);
+       else
+               return rmap_walk_file(page, rmap_one, arg);
+}
+#endif /* CONFIG_MIGRATION */
+
+#ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
+/*
+ * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
+ * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
+ * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
+ */
+static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
+       struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
+{
+       struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
+       BUG_ON(!anon_vma);
+       if (!exclusive) {
+               struct anon_vma_chain *avc;
+               avc = list_entry(vma->anon_vma_chain.prev,
+                                struct anon_vma_chain, same_vma);
+               anon_vma = avc->anon_vma;
+       }
+       anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
+       page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
+       page->index = linear_page_index(vma, address);
+}
+
+void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
+                           struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
+{
+       struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
+       int first;
+       BUG_ON(!anon_vma);
+       BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
+       first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
+       if (first)
+               __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
+}
+
+void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
+                       struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
+{
+       BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
+       atomic_set(&page->_mapcount, 0);
+       __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
+}
+#endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */