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 #include <linux/memcontrol.h>
  52 #include <linux/mmu_notifier.h>
  53
  54 #include <asm/tlbflush.h>
  55
  56 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
  57
  58 /* This must be called under the mmap_sem. */
  59 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
  60 {
  61         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
  62
  63         might_sleep();
  64         if (unlikely(!anon_vma)) {
  65                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  66                 struct anon_vma *allocated, *locked;
  67
  68                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
  69                 if (anon_vma) {
  70                         allocated = NULL;
  71                         locked = anon_vma;
  72                         spin_lock(&locked->lock);
  73                 } else {
  74                         anon_vma = anon_vma_alloc();
  75                         if (unlikely(!anon_vma))
  76                                 return -ENOMEM;
  77                         allocated = anon_vma;
  78                         locked = NULL;
  79                 }
  80
  81                 /* page_table_lock to protect against threads */
  82                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
  83                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
  84                         vma->anon_vma = anon_vma;
  85                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
  86                         allocated = NULL;
  87                 }
  88                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
  89
  90                 if (locked)
  91                         spin_unlock(&locked->lock);
  92                 if (unlikely(allocated))
  93                         anon_vma_free(allocated);
  94         }
  95         return 0;
  96 }
  97
  98 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
  99 {
 100         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
 101         list_del(&next->anon_vma_node);
 102 }
 103
 104 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 105 {
 106         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 107
 108         if (anon_vma)
 109                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 110 }
 111
 112 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 113 {
 114         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 115
 116         if (anon_vma) {
 117                 spin_lock(&anon_vma->lock);
 118                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 119                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
 120         }
 121 }
 122
 123 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
 124 {
 125         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 126         int empty;
 127
 128         if (!anon_vma)
 129                 return;
 130
 131         spin_lock(&anon_vma->lock);
 132         list_del(&vma->anon_vma_node);
 133
 134         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
 135         empty = list_empty(&anon_vma->head);
 136         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 137
 138         if (empty)
 139                 anon_vma_free(anon_vma);
 140 }
 141
 142 static void anon_vma_ctor(void *data)
 143 {
 144         struct anon_vma *anon_vma = data;
 145
 146         spin_lock_init(&anon_vma->lock);
 147         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
 148 }
 149
 150 void __init anon_vma_init(void)
 151 {
 152         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
 153                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
 158  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
 159  */
 160 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
 161 {
 162         struct anon_vma *anon_vma;
 163         unsigned long anon_mapping;
 164
 165         rcu_read_lock();
 166         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
 167         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
 168                 goto out;
 169         if (!page_mapped(page))
 170                 goto out;
 171
 172         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 173         spin_lock(&anon_vma->lock);
 174         return anon_vma;
 175 out:
 176         rcu_read_unlock();
 177         return NULL;
 178 }
 179
 180 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
 181 {
 182         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 183         rcu_read_unlock();
 184 }
 185
 186 /*
 187  * At what user virtual address is page expected in @vma?
 188  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
 189  * within the range mapped the @vma.
 190  */
 191 static inline unsigned long
 192 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 193 {
 194         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 195         unsigned long address;
 196
 197         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
 198         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
 199                 /* page should be within @vma mapping range */
 200                 return -EFAULT;
 201         }
 202         return address;
 203 }
 204
 205 /*
 206  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
 207  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
 208  */
 209 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 210 {
 211         if (PageAnon(page)) {
 212                 if ((void *)vma->anon_vma !=
 213                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
 214                         return -EFAULT;
 215         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 216                 if (!vma->vm_file ||
 217                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
 218                         return -EFAULT;
 219         } else
 220                 return -EFAULT;
 221         return vma_address(page, vma);
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
 226  *
 227  * On success returns with pte mapped and locked.
 228  */
 229 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
 230                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
 231 {
 232         pgd_t *pgd;
 233         pud_t *pud;
 234         pmd_t *pmd;
 235         pte_t *pte;
 236         spinlock_t *ptl;
 237
 238         pgd = pgd_offset(mm, address);
 239         if (!pgd_present(*pgd))
 240                 return NULL;
 241
 242         pud = pud_offset(pgd, address);
 243         if (!pud_present(*pud))
 244                 return NULL;
 245
 246         pmd = pmd_offset(pud, address);
 247         if (!pmd_present(*pmd))
 248                 return NULL;
 249
 250         pte = pte_offset_map(pmd, address);
 251         /* Make a quick check before getting the lock */
 252         if (!pte_present(*pte)) {
 253                 pte_unmap(pte);
 254                 return NULL;
 255         }
 256
 257         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 258         spin_lock(ptl);
 259         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
 260                 *ptlp = ptl;
 261                 return pte;
 262         }
 263         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 264         return NULL;
 265 }
 266
 267 /*
 268  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
 269  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
 270  */
 271 static int page_referenced_one(struct page *page,
 272         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
 273 {
 274         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 275         unsigned long address;
 276         pte_t *pte;
 277         spinlock_t *ptl;
 278         int referenced = 0;
 279
 280         address = vma_address(page, vma);
 281         if (address == -EFAULT)
 282                 goto out;
 283
 284         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 285         if (!pte)
 286                 goto out;
 287
 288         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
 289                 referenced++;
 290                 *mapcount = 1;  /* break early from loop */
 291         } else if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
 292                 referenced++;
 293
 294         /* Pretend the page is referenced if the task has the
 295            swap token and is in the middle of a page fault. */
 296         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
 297                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
 298                 referenced++;
 299
 300         (*mapcount)--;
 301         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 302 out:
 303         return referenced;
 304 }
 305
 306 static int page_referenced_anon(struct page *page,
 307                                 struct mem_cgroup *mem_cont)
 308 {
 309         unsigned int mapcount;
 310         struct anon_vma *anon_vma;
 311         struct vm_area_struct *vma;
 312         int referenced = 0;
 313
 314         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 315         if (!anon_vma)
 316                 return referenced;
 317
 318         mapcount = page_mapcount(page);
 319         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 320                 /*
 321                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
 322                  * counting on behalf of references from different
 323                  * cgroups
 324                  */
 325                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
 326                         continue;
 327                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 328                 if (!mapcount)
 329                         break;
 330         }
 331
 332         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
 333         return referenced;
 334 }
 335
 336 /**
 337  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
 338  * @page: the page we're checking references on.
 339  * @mem_cont: target memory controller
 340  *
 341  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
 342  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
 343  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
 344  * of references it found.
 345  *
 346  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
 347  */
 348 static int page_referenced_file(struct page *page,
 349                                 struct mem_cgroup *mem_cont)
 350 {
 351         unsigned int mapcount;
 352         struct address_space *mapping = page->mapping;
 353         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 354         struct vm_area_struct *vma;
 355         struct prio_tree_iter iter;
 356         int referenced = 0;
 357
 358         /*
 359          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
 360          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
 361          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
 362          */
 363         BUG_ON(PageAnon(page));
 364
 365         /*
 366          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
 367          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
 368          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
 369          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
 370          */
 371         BUG_ON(!PageLocked(page));
 372
 373         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 374
 375         /*
 376          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
 377          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
 378          */
 379         mapcount = page_mapcount(page);
 380
 381         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 382                 /*
 383                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
 384                  * counting on behalf of references from different
 385                  * cgroups
 386                  */
 387                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
 388                         continue;
 389                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
 390                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
 391                         referenced++;
 392                         break;
 393                 }
 394                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 395                 if (!mapcount)
 396                         break;
 397         }
 398
 399         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 400         return referenced;
 401 }
 402
 403 /**
 404  * page_referenced - test if the page was referenced
 405  * @page: the page to test
 406  * @is_locked: caller holds lock on the page
 407  * @mem_cont: target memory controller
 408  *
 409  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
 410  * returns the number of ptes which referenced the page.
 411  */
 412 int page_referenced(struct page *page, int is_locked,
 413                         struct mem_cgroup *mem_cont)
 414 {
 415         int referenced = 0;
 416
 417         if (TestClearPageReferenced(page))
 418                 referenced++;
 419
 420         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
 421                 if (PageAnon(page))
 422                         referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont);
 423                 else if (is_locked)
 424                         referenced += page_referenced_file(page, mem_cont);
 425                 else if (TestSetPageLocked(page))
 426                         referenced++;
 427                 else {
 428                         if (page->mapping)
 429                                 referenced +=
 430                                         page_referenced_file(page, mem_cont);
 431                         unlock_page(page);
 432                 }
 433         }
 434
 435         if (page_test_and_clear_young(page))
 436                 referenced++;
 437
 438         return referenced;
 439 }
 440
 441 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 442 {
 443         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 444         unsigned long address;
 445         pte_t *pte;
 446         spinlock_t *ptl;
 447         int ret = 0;
 448
 449         address = vma_address(page, vma);
 450         if (address == -EFAULT)
 451                 goto out;
 452
 453         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 454         if (!pte)
 455                 goto out;
 456
 457         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
 458                 pte_t entry;
 459
 460                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 461                 entry = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
 462                 entry = pte_wrprotect(entry);
 463                 entry = pte_mkclean(entry);
 464                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
 465                 ret = 1;
 466         }
 467
 468         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 469 out:
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
 474 {
 475         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 476         struct vm_area_struct *vma;
 477         struct prio_tree_iter iter;
 478         int ret = 0;
 479
 480         BUG_ON(PageAnon(page));
 481
 482         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 483         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 484                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
 485                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
 486         }
 487         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 488         return ret;
 489 }
 490
 491 int page_mkclean(struct page *page)
 492 {
 493         int ret = 0;
 494
 495         BUG_ON(!PageLocked(page));
 496
 497         if (page_mapped(page)) {
 498                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
 499                 if (mapping) {
 500                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
 501                         if (page_test_dirty(page)) {
 502                                 page_clear_dirty(page);
 503                                 ret = 1;
 504                         }
 505                 }
 506         }
 507
 508         return ret;
 509 }
 510 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
 511
 512 /**
 513  * __page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
 514  * @page:       the page to add the mapping to
 515  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 516  * @address:    the user virtual address mapped
 517  */
 518 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
 519         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 520 {
 521         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 522
 523         BUG_ON(!anon_vma);
 524         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
 525         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
 526
 527         page->index = linear_page_index(vma, address);
 528
 529         /*
 530          * nr_mapped state can be updated without turning off
 531          * interrupts because it is not modified via interrupt.
 532          */
 533         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
 534 }
 535
 536 /**
 537  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
 538  * @page:       the page to add the mapping to
 539  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 540  * @address:    the user virtual address mapped
 541  */
 542 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
 543         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 544 {
 545 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 546         /*
 547          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
 548          * be set up correctly at this point.
 549          *
 550          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
 551          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
 552          * in which case the page is already known to be setup.
 553          *
 554          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
 555          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
 556          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
 557          */
 558         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 559         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
 560         BUG_ON(page->mapping != (struct address_space *)anon_vma);
 561         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
 562 #endif
 563 }
 564
 565 /**
 566  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
 567  * @page:       the page to add the mapping to
 568  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 569  * @address:    the user virtual address mapped
 570  *
 571  * The caller needs to hold the pte lock and the page must be locked.
 572  */
 573 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
 574         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 575 {
 576         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
 577         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
 578         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 579                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 580         else
 581                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
 582 }
 583
 584 /**
 585  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
 586  * @page:       the page to add the mapping to
 587  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 588  * @address:    the user virtual address mapped
 589  *
 590  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
 591  * This means the inc-and-test can be bypassed.
 592  * Page does not have to be locked.
 593  */
 594 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
 595         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 596 {
 597         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
 598         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
 599         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 600 }
 601
 602 /**
 603  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
 604  * @page: the page to add the mapping to
 605  *
 606  * The caller needs to hold the pte lock.
 607  */
 608 void page_add_file_rmap(struct page *page)
 609 {
 610         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 611                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
 612 }
 613
 614 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 615 /**
 616  * page_dup_rmap - duplicate pte mapping to a page
 617  * @page:       the page to add the mapping to
 618  * @vma:        the vm area being duplicated
 619  * @address:    the user virtual address mapped
 620  *
 621  * For copy_page_range only: minimal extract from page_add_file_rmap /
 622  * page_add_anon_rmap, avoiding unnecessary tests (already checked) so it's
 623  * quicker.
 624  *
 625  * The caller needs to hold the pte lock.
 626  */
 627 void page_dup_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 628 {
 629         BUG_ON(page_mapcount(page) == 0);
 630         if (PageAnon(page))
 631                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
 632         atomic_inc(&page->_mapcount);
 633 }
 634 #endif
 635
 636 /**
 637  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
 638  * @page: page to remove mapping from
 639  * @vma: the vm area in which the mapping is removed
 640  *
 641  * The caller needs to hold the pte lock.
 642  */
 643 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 644 {
 645         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
 646                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
 647                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
 648                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
 649                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
 650                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
 651                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
 652                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
 653                         if (vma->vm_ops) {
 654                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->fault = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->fault);
 655                         }
 656                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
 657                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
 658                         BUG();
 659                 }
 660
 661                 /*
 662                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
 663                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
 664                  * which increments mapcount after us but sets mapping
 665                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
 666                  * and remember that it's only reliable while mapped.
 667                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
 668                  * faster for those pages still in swapcache.
 669                  */
 670                 if ((!PageAnon(page) || PageSwapCache(page)) &&
 671                     page_test_dirty(page)) {
 672                         page_clear_dirty(page);
 673                         set_page_dirty(page);
 674                 }
 675                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
 676
 677                 __dec_zone_page_state(page,
 678                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
 679         }
 680 }
 681
 682 /*
 683  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
 684  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
 685  */
 686 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
 687                                 int migration)
 688 {
 689         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 690         unsigned long address;
 691         pte_t *pte;
 692         pte_t pteval;
 693         spinlock_t *ptl;
 694         int ret = SWAP_AGAIN;
 695
 696         address = vma_address(page, vma);
 697         if (address == -EFAULT)
 698                 goto out;
 699
 700         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 701         if (!pte)
 702                 goto out;
 703
 704         /*
 705          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
 706          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
 707          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
 708          */
 709         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
 710                         (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)))) {
 711                 ret = SWAP_FAIL;
 712                 goto out_unmap;
 713         }
 714
 715         /* Nuke the page table entry. */
 716         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
 717         pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
 718
 719         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 720         if (pte_dirty(pteval))
 721                 set_page_dirty(page);
 722
 723         /* Update high watermark before we lower rss */
 724         update_hiwater_rss(mm);
 725
 726         if (PageAnon(page)) {
 727                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
 728
 729                 if (PageSwapCache(page)) {
 730                         /*
 731                          * Store the swap location in the pte.
 732                          * See handle_pte_fault() ...
 733                          */
 734                         swap_duplicate(entry);
 735                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
 736                                 spin_lock(&mmlist_lock);
 737                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
 738                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
 739                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
 740                         }
 741                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
 742 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 743                 } else {
 744                         /*
 745                          * Store the pfn of the page in a special migration
 746                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
 747                          * pte is removed and then restart fault handling.
 748                          */
 749                         BUG_ON(!migration);
 750                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 751 #endif
 752                 }
 753                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 754                 BUG_ON(pte_file(*pte));
 755         } else
 756 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 757         if (migration) {
 758                 /* Establish migration entry for a file page */
 759                 swp_entry_t entry;
 760                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 761                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 762         } else
 763 #endif
 764                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 765
 766
 767         page_remove_rmap(page, vma);
 768         page_cache_release(page);
 769
 770 out_unmap:
 771         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 772 out:
 773         return ret;
 774 }
 775
 776 /*
 777  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
 778  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
 779  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
 780  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
 781  *
 782  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
 783  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
 784  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
 785  * around the vma's virtual address space.
 786  *
 787  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
 788  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
 789  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
 790  *
 791  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
 792  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
 793  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
 794  */
 795 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
 796 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
 797
 798 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
 799         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
 800 {
 801         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 802         pgd_t *pgd;
 803         pud_t *pud;
 804         pmd_t *pmd;
 805         pte_t *pte;
 806         pte_t pteval;
 807         spinlock_t *ptl;
 808         struct page *page;
 809         unsigned long address;
 810         unsigned long end;
 811
 812         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
 813         end = address + CLUSTER_SIZE;
 814         if (address < vma->vm_start)
 815                 address = vma->vm_start;
 816         if (end > vma->vm_end)
 817                 end = vma->vm_end;
 818
 819         pgd = pgd_offset(mm, address);
 820         if (!pgd_present(*pgd))
 821                 return;
 822
 823         pud = pud_offset(pgd, address);
 824         if (!pud_present(*pud))
 825                 return;
 826
 827         pmd = pmd_offset(pud, address);
 828         if (!pmd_present(*pmd))
 829                 return;
 830
 831         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 832
 833         /* Update high watermark before we lower rss */
 834         update_hiwater_rss(mm);
 835
 836         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
 837                 if (!pte_present(*pte))
 838                         continue;
 839                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
 840                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
 841
 842                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
 843                         continue;
 844
 845                 /* Nuke the page table entry. */
 846                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 847                 pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
 848
 849                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
 850                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
 851                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
 852
 853                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 854                 if (pte_dirty(pteval))
 855                         set_page_dirty(page);
 856
 857                 page_remove_rmap(page, vma);
 858                 page_cache_release(page);
 859                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 860                 (*mapcount)--;
 861         }
 862         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 863 }
 864
 865 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
 866 {
 867         struct anon_vma *anon_vma;
 868         struct vm_area_struct *vma;
 869         int ret = SWAP_AGAIN;
 870
 871         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 872         if (!anon_vma)
 873                 return ret;
 874
 875         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 876                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 877                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 878                         break;
 879         }
 880
 881         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
 882         return ret;
 883 }
 884
 885 /**
 886  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
 887  * @page: the page to unmap
 888  * @migration: migration flag
 889  *
 890  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
 891  * contained in the address_space struct it points to.
 892  *
 893  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
 894  */
 895 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
 896 {
 897         struct address_space *mapping = page->mapping;
 898         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 899         struct vm_area_struct *vma;
 900         struct prio_tree_iter iter;
 901         int ret = SWAP_AGAIN;
 902         unsigned long cursor;
 903         unsigned long max_nl_cursor = 0;
 904         unsigned long max_nl_size = 0;
 905         unsigned int mapcount;
 906
 907         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 908         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 909                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 910                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 911                         goto out;
 912         }
 913
 914         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
 915                 goto out;
 916
 917         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 918                                                 shared.vm_set.list) {
 919                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 920                         continue;
 921                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 922                 if (cursor > max_nl_cursor)
 923                         max_nl_cursor = cursor;
 924                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
 925                 if (cursor > max_nl_size)
 926                         max_nl_size = cursor;
 927         }
 928
 929         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
 930                 ret = SWAP_FAIL;
 931                 goto out;
 932         }
 933
 934         /*
 935          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
 936          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
 937          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
 938          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
 939          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
 940          */
 941         mapcount = page_mapcount(page);
 942         if (!mapcount)
 943                 goto out;
 944         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 945
 946         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
 947         if (max_nl_cursor == 0)
 948                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
 949
 950         do {
 951                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 952                                                 shared.vm_set.list) {
 953                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 954                                 continue;
 955                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 956                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
 957                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
 958                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
 959                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
 960                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
 961                                 if ((int)mapcount <= 0)
 962                                         goto out;
 963                         }
 964                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
 965                 }
 966                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 967                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
 968         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
 969
 970         /*
 971          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
 972          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
 973          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
 974          */
 975         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
 976                 vma->vm_private_data = NULL;
 977 out:
 978         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 979         return ret;
 980 }
 981
 982 /**
 983  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
 984  * @page: the page to get unmapped
 985  * @migration: migration flag
 986  *
 987  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
 988  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
 989  * Return values are:
 990  *
 991  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
 992  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
 993  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
 994  */
 995 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
 996 {
 997         int ret;
 998
 999         BUG_ON(!PageLocked(page));
1000
1001         if (PageAnon(page))
1002                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
1003         else
1004                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
1005
1006         if (!page_mapped(page))
1007                 ret = SWAP_SUCCESS;
1008         return ret;
1009 }
1010