md: fix use-after-free bug when dropping an rdev from an md array
[pandora-kernel.git] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins <hugh@veritas.com> 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
25  *   mm->mmap_sem
26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
27  *       mapping->i_mmap_lock
28  *         anon_vma->lock
29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
34  *               inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
39  */
40
41 #include <linux/mm.h>
42 #include <linux/pagemap.h>
43 #include <linux/swap.h>
44 #include <linux/swapops.h>
45 #include <linux/slab.h>
46 #include <linux/init.h>
47 #include <linux/rmap.h>
48 #include <linux/rcupdate.h>
49 #include <linux/module.h>
50 #include <linux/kallsyms.h>
51
52 #include <asm/tlbflush.h>
53
54 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
55
56 /* This must be called under the mmap_sem. */
57 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
58 {
59         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
60
61         might_sleep();
62         if (unlikely(!anon_vma)) {
63                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
64                 struct anon_vma *allocated, *locked;
65
66                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
67                 if (anon_vma) {
68                         allocated = NULL;
69                         locked = anon_vma;
70                         spin_lock(&locked->lock);
71                 } else {
72                         anon_vma = anon_vma_alloc();
73                         if (unlikely(!anon_vma))
74                                 return -ENOMEM;
75                         allocated = anon_vma;
76                         locked = NULL;
77                 }
78
79                 /* page_table_lock to protect against threads */
80                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
81                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
82                         vma->anon_vma = anon_vma;
83                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
84                         allocated = NULL;
85                 }
86                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
87
88                 if (locked)
89                         spin_unlock(&locked->lock);
90                 if (unlikely(allocated))
91                         anon_vma_free(allocated);
92         }
93         return 0;
94 }
95
96 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
97 {
98         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
99         list_del(&next->anon_vma_node);
100 }
101
102 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
103 {
104         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
105
106         if (anon_vma)
107                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
108 }
109
110 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
111 {
112         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
113
114         if (anon_vma) {
115                 spin_lock(&anon_vma->lock);
116                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
117                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
118         }
119 }
120
121 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
122 {
123         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
124         int empty;
125
126         if (!anon_vma)
127                 return;
128
129         spin_lock(&anon_vma->lock);
130         list_del(&vma->anon_vma_node);
131
132         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
133         empty = list_empty(&anon_vma->head);
134         spin_unlock(&anon_vma->lock);
135
136         if (empty)
137                 anon_vma_free(anon_vma);
138 }
139
140 static void anon_vma_ctor(struct kmem_cache *cachep, void *data)
141 {
142         struct anon_vma *anon_vma = data;
143
144         spin_lock_init(&anon_vma->lock);
145         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
146 }
147
148 void __init anon_vma_init(void)
149 {
150         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
151                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
152 }
153
154 /*
155  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
156  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
157  */
158 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
159 {
160         struct anon_vma *anon_vma;
161         unsigned long anon_mapping;
162
163         rcu_read_lock();
164         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
165         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
166                 goto out;
167         if (!page_mapped(page))
168                 goto out;
169
170         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
171         spin_lock(&anon_vma->lock);
172         return anon_vma;
173 out:
174         rcu_read_unlock();
175         return NULL;
176 }
177
178 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
179 {
180         spin_unlock(&anon_vma->lock);
181         rcu_read_unlock();
182 }
183
184 /*
185  * At what user virtual address is page expected in @vma?
186  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
187  * within the range mapped the @vma.
188  */
189 static inline unsigned long
190 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
191 {
192         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
193         unsigned long address;
194
195         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
196         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
197                 /* page should be within @vma mapping range */
198                 return -EFAULT;
199         }
200         return address;
201 }
202
203 /*
204  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
205  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
206  */
207 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
208 {
209         if (PageAnon(page)) {
210                 if ((void *)vma->anon_vma !=
211                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
212                         return -EFAULT;
213         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
214                 if (!vma->vm_file ||
215                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
216                         return -EFAULT;
217         } else
218                 return -EFAULT;
219         return vma_address(page, vma);
220 }
221
222 /*
223  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
224  *
225  * On success returns with pte mapped and locked.
226  */
227 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
228                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
229 {
230         pgd_t *pgd;
231         pud_t *pud;
232         pmd_t *pmd;
233         pte_t *pte;
234         spinlock_t *ptl;
235
236         pgd = pgd_offset(mm, address);
237         if (!pgd_present(*pgd))
238                 return NULL;
239
240         pud = pud_offset(pgd, address);
241         if (!pud_present(*pud))
242                 return NULL;
243
244         pmd = pmd_offset(pud, address);
245         if (!pmd_present(*pmd))
246                 return NULL;
247
248         pte = pte_offset_map(pmd, address);
249         /* Make a quick check before getting the lock */
250         if (!pte_present(*pte)) {
251                 pte_unmap(pte);
252                 return NULL;
253         }
254
255         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
256         spin_lock(ptl);
257         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
258                 *ptlp = ptl;
259                 return pte;
260         }
261         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
262         return NULL;
263 }
264
265 /*
266  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
267  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
268  */
269 static int page_referenced_one(struct page *page,
270         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
271 {
272         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
273         unsigned long address;
274         pte_t *pte;
275         spinlock_t *ptl;
276         int referenced = 0;
277
278         address = vma_address(page, vma);
279         if (address == -EFAULT)
280                 goto out;
281
282         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
283         if (!pte)
284                 goto out;
285
286         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
287                 referenced++;
288                 *mapcount = 1;  /* break early from loop */
289         } else if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
290                 referenced++;
291
292         /* Pretend the page is referenced if the task has the
293            swap token and is in the middle of a page fault. */
294         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
295                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
296                 referenced++;
297
298         (*mapcount)--;
299         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
300 out:
301         return referenced;
302 }
303
304 static int page_referenced_anon(struct page *page)
305 {
306         unsigned int mapcount;
307         struct anon_vma *anon_vma;
308         struct vm_area_struct *vma;
309         int referenced = 0;
310
311         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
312         if (!anon_vma)
313                 return referenced;
314
315         mapcount = page_mapcount(page);
316         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
317                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
318                 if (!mapcount)
319                         break;
320         }
321
322         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
323         return referenced;
324 }
325
326 /**
327  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
328  * @page: the page we're checking references on.
329  *
330  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
331  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
332  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
333  * of references it found.
334  *
335  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
336  */
337 static int page_referenced_file(struct page *page)
338 {
339         unsigned int mapcount;
340         struct address_space *mapping = page->mapping;
341         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
342         struct vm_area_struct *vma;
343         struct prio_tree_iter iter;
344         int referenced = 0;
345
346         /*
347          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
348          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
349          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
350          */
351         BUG_ON(PageAnon(page));
352
353         /*
354          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
355          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
356          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
357          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
358          */
359         BUG_ON(!PageLocked(page));
360
361         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
362
363         /*
364          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
365          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
366          */
367         mapcount = page_mapcount(page);
368
369         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
370                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
371                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
372                         referenced++;
373                         break;
374                 }
375                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
376                 if (!mapcount)
377                         break;
378         }
379
380         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
381         return referenced;
382 }
383
384 /**
385  * page_referenced - test if the page was referenced
386  * @page: the page to test
387  * @is_locked: caller holds lock on the page
388  *
389  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
390  * returns the number of ptes which referenced the page.
391  */
392 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
393 {
394         int referenced = 0;
395
396         if (page_test_and_clear_young(page))
397                 referenced++;
398
399         if (TestClearPageReferenced(page))
400                 referenced++;
401
402         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
403                 if (PageAnon(page))
404                         referenced += page_referenced_anon(page);
405                 else if (is_locked)
406                         referenced += page_referenced_file(page);
407                 else if (TestSetPageLocked(page))
408                         referenced++;
409                 else {
410                         if (page->mapping)
411                                 referenced += page_referenced_file(page);
412                         unlock_page(page);
413                 }
414         }
415         return referenced;
416 }
417
418 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
419 {
420         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
421         unsigned long address;
422         pte_t *pte;
423         spinlock_t *ptl;
424         int ret = 0;
425
426         address = vma_address(page, vma);
427         if (address == -EFAULT)
428                 goto out;
429
430         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
431         if (!pte)
432                 goto out;
433
434         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
435                 pte_t entry;
436
437                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
438                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
439                 entry = pte_wrprotect(entry);
440                 entry = pte_mkclean(entry);
441                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
442                 ret = 1;
443         }
444
445         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
446 out:
447         return ret;
448 }
449
450 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
451 {
452         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
453         struct vm_area_struct *vma;
454         struct prio_tree_iter iter;
455         int ret = 0;
456
457         BUG_ON(PageAnon(page));
458
459         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
460         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
461                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
462                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
463         }
464         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
465         return ret;
466 }
467
468 int page_mkclean(struct page *page)
469 {
470         int ret = 0;
471
472         BUG_ON(!PageLocked(page));
473
474         if (page_mapped(page)) {
475                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
476                 if (mapping) {
477                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
478                         if (page_test_dirty(page)) {
479                                 page_clear_dirty(page);
480                                 ret = 1;
481                         }
482                 }
483         }
484
485         return ret;
486 }
487 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
488
489 /**
490  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
491  * @page:       the page to add the mapping to
492  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
493  * @address:    the user virtual address mapped
494  */
495 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
496         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
497 {
498         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
499
500         BUG_ON(!anon_vma);
501         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
502         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
503
504         page->index = linear_page_index(vma, address);
505
506         /*
507          * nr_mapped state can be updated without turning off
508          * interrupts because it is not modified via interrupt.
509          */
510         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
511 }
512
513 /**
514  * page_set_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
515  * @page:       the page to add the mapping to
516  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
517  * @address:    the user virtual address mapped
518  */
519 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
520         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
521 {
522 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
523         /*
524          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
525          * be set up correctly at this point.
526          *
527          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
528          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
529          * in which case the page is already known to be setup.
530          *
531          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
532          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
533          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
534          */
535         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
536         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
537         BUG_ON(page->mapping != (struct address_space *)anon_vma);
538         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
539 #endif
540 }
541
542 /**
543  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
544  * @page:       the page to add the mapping to
545  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
546  * @address:    the user virtual address mapped
547  *
548  * The caller needs to hold the pte lock and the page must be locked.
549  */
550 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
551         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
552 {
553         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
554         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
555         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
556                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
557         else
558                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
559 }
560
561 /*
562  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
563  * @page:       the page to add the mapping to
564  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
565  * @address:    the user virtual address mapped
566  *
567  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
568  * This means the inc-and-test can be bypassed.
569  * Page does not have to be locked.
570  */
571 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
572         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
573 {
574         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
575         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
576         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
577 }
578
579 /**
580  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
581  * @page: the page to add the mapping to
582  *
583  * The caller needs to hold the pte lock.
584  */
585 void page_add_file_rmap(struct page *page)
586 {
587         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
588                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
589 }
590
591 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
592 /**
593  * page_dup_rmap - duplicate pte mapping to a page
594  * @page:       the page to add the mapping to
595  *
596  * For copy_page_range only: minimal extract from page_add_file_rmap /
597  * page_add_anon_rmap, avoiding unnecessary tests (already checked) so it's
598  * quicker.
599  *
600  * The caller needs to hold the pte lock.
601  */
602 void page_dup_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
603 {
604         BUG_ON(page_mapcount(page) == 0);
605         if (PageAnon(page))
606                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
607         atomic_inc(&page->_mapcount);
608 }
609 #endif
610
611 /**
612  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
613  * @page: page to remove mapping from
614  *
615  * The caller needs to hold the pte lock.
616  */
617 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
618 {
619         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
620                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
621                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
622                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
623                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
624                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
625                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
626                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
627                         if (vma->vm_ops) {
628                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
629                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->fault = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->fault);
630                         }
631                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
632                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
633                         BUG();
634                 }
635
636                 /*
637                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
638                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
639                  * which increments mapcount after us but sets mapping
640                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
641                  * and remember that it's only reliable while mapped.
642                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
643                  * faster for those pages still in swapcache.
644                  */
645                 if (page_test_dirty(page)) {
646                         page_clear_dirty(page);
647                         set_page_dirty(page);
648                 }
649                 __dec_zone_page_state(page,
650                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
651         }
652 }
653
654 /*
655  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
656  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
657  */
658 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
659                                 int migration)
660 {
661         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
662         unsigned long address;
663         pte_t *pte;
664         pte_t pteval;
665         spinlock_t *ptl;
666         int ret = SWAP_AGAIN;
667
668         address = vma_address(page, vma);
669         if (address == -EFAULT)
670                 goto out;
671
672         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
673         if (!pte)
674                 goto out;
675
676         /*
677          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
678          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
679          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
680          */
681         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
682                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
683                 ret = SWAP_FAIL;
684                 goto out_unmap;
685         }
686
687         /* Nuke the page table entry. */
688         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
689         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
690
691         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
692         if (pte_dirty(pteval))
693                 set_page_dirty(page);
694
695         /* Update high watermark before we lower rss */
696         update_hiwater_rss(mm);
697
698         if (PageAnon(page)) {
699                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
700
701                 if (PageSwapCache(page)) {
702                         /*
703                          * Store the swap location in the pte.
704                          * See handle_pte_fault() ...
705                          */
706                         swap_duplicate(entry);
707                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
708                                 spin_lock(&mmlist_lock);
709                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
710                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
711                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
712                         }
713                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
714 #ifdef CONFIG_MIGRATION
715                 } else {
716                         /*
717                          * Store the pfn of the page in a special migration
718                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
719                          * pte is removed and then restart fault handling.
720                          */
721                         BUG_ON(!migration);
722                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
723 #endif
724                 }
725                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
726                 BUG_ON(pte_file(*pte));
727         } else
728 #ifdef CONFIG_MIGRATION
729         if (migration) {
730                 /* Establish migration entry for a file page */
731                 swp_entry_t entry;
732                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
733                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
734         } else
735 #endif
736                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
737
738
739         page_remove_rmap(page, vma);
740         page_cache_release(page);
741
742 out_unmap:
743         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
744 out:
745         return ret;
746 }
747
748 /*
749  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
750  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
751  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
752  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
753  *
754  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
755  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
756  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
757  * around the vma's virtual address space.
758  *
759  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
760  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
761  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
762  *
763  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
764  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
765  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
766  */
767 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
768 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
769
770 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
771         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
772 {
773         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
774         pgd_t *pgd;
775         pud_t *pud;
776         pmd_t *pmd;
777         pte_t *pte;
778         pte_t pteval;
779         spinlock_t *ptl;
780         struct page *page;
781         unsigned long address;
782         unsigned long end;
783
784         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
785         end = address + CLUSTER_SIZE;
786         if (address < vma->vm_start)
787                 address = vma->vm_start;
788         if (end > vma->vm_end)
789                 end = vma->vm_end;
790
791         pgd = pgd_offset(mm, address);
792         if (!pgd_present(*pgd))
793                 return;
794
795         pud = pud_offset(pgd, address);
796         if (!pud_present(*pud))
797                 return;
798
799         pmd = pmd_offset(pud, address);
800         if (!pmd_present(*pmd))
801                 return;
802
803         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
804
805         /* Update high watermark before we lower rss */
806         update_hiwater_rss(mm);
807
808         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
809                 if (!pte_present(*pte))
810                         continue;
811                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
812                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
813
814                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
815                         continue;
816
817                 /* Nuke the page table entry. */
818                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
819                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
820
821                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
822                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
823                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
824
825                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
826                 if (pte_dirty(pteval))
827                         set_page_dirty(page);
828
829                 page_remove_rmap(page, vma);
830                 page_cache_release(page);
831                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
832                 (*mapcount)--;
833         }
834         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
835 }
836
837 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
838 {
839         struct anon_vma *anon_vma;
840         struct vm_area_struct *vma;
841         int ret = SWAP_AGAIN;
842
843         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
844         if (!anon_vma)
845                 return ret;
846
847         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
848                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
849                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
850                         break;
851         }
852
853         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
854         return ret;
855 }
856
857 /**
858  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
859  * @page: the page to unmap
860  *
861  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
862  * contained in the address_space struct it points to.
863  *
864  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
865  */
866 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
867 {
868         struct address_space *mapping = page->mapping;
869         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
870         struct vm_area_struct *vma;
871         struct prio_tree_iter iter;
872         int ret = SWAP_AGAIN;
873         unsigned long cursor;
874         unsigned long max_nl_cursor = 0;
875         unsigned long max_nl_size = 0;
876         unsigned int mapcount;
877
878         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
879         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
880                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
881                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
882                         goto out;
883         }
884
885         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
886                 goto out;
887
888         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
889                                                 shared.vm_set.list) {
890                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
891                         continue;
892                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
893                 if (cursor > max_nl_cursor)
894                         max_nl_cursor = cursor;
895                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
896                 if (cursor > max_nl_size)
897                         max_nl_size = cursor;
898         }
899
900         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
901                 ret = SWAP_FAIL;
902                 goto out;
903         }
904
905         /*
906          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
907          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
908          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
909          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
910          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
911          */
912         mapcount = page_mapcount(page);
913         if (!mapcount)
914                 goto out;
915         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
916
917         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
918         if (max_nl_cursor == 0)
919                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
920
921         do {
922                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
923                                                 shared.vm_set.list) {
924                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
925                                 continue;
926                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
927                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
928                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
929                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
930                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
931                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
932                                 if ((int)mapcount <= 0)
933                                         goto out;
934                         }
935                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
936                 }
937                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
938                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
939         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
940
941         /*
942          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
943          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
944          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
945          */
946         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
947                 vma->vm_private_data = NULL;
948 out:
949         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
950         return ret;
951 }
952
953 /**
954  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
955  * @page: the page to get unmapped
956  *
957  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
958  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
959  * Return values are:
960  *
961  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
962  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
963  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
964  */
965 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
966 {
967         int ret;
968
969         BUG_ON(!PageLocked(page));
970
971         if (PageAnon(page))
972                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
973         else
974                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
975
976         if (!page_mapped(page))
977                 ret = SWAP_SUCCESS;
978         return ret;
979 }
980