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