iommu/amd: Fix the left value check of cmd buffer
[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 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   mm->mmap_sem
25  *     page->flags PG_locked (lock_page)
26  *       mapping->i_mmap_mutex
27  *         anon_vma->mutex
28  *           mm->page_table_lock or pte_lock
29  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
30  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
31  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
32  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
33  *               inode->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
34  *               bdi.wb->list_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 bdi.wb->list_lock in __sync_single_inode)
39  *
40  * anon_vma->mutex,mapping->i_mutex      (memory_failure, collect_procs_anon)
41  *   ->tasklist_lock
42  *     pte map lock
43  */
44
45 #include <linux/mm.h>
46 #include <linux/pagemap.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/init.h>
51 #include <linux/ksm.h>
52 #include <linux/rmap.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/export.h>
55 #include <linux/memcontrol.h>
56 #include <linux/mmu_notifier.h>
57 #include <linux/migrate.h>
58 #include <linux/hugetlb.h>
59 #include <linux/backing-dev.h>
60
61 #include <asm/tlbflush.h>
62
63 #include "internal.h"
64
65 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
66 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
67
68 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
69 {
70         struct anon_vma *anon_vma;
71
72         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
73         if (anon_vma) {
74                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
75                 anon_vma->degree = 1;   /* Reference for first vma */
76                 anon_vma->parent = anon_vma;
77                 /*
78                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
79                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
80                  */
81                 anon_vma->root = anon_vma;
82         }
83
84         return anon_vma;
85 }
86
87 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
88 {
89         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
90
91         /*
92          * Synchronize against page_lock_anon_vma() such that
93          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
94          * freed.
95          *
96          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
97          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
98          * mutex_trylock() from page_lock_anon_vma(). This orders:
99          *
100          * page_lock_anon_vma()         VS      put_anon_vma()
101          *   mutex_trylock()                      atomic_dec_and_test()
102          *   LOCK                                 MB
103          *   atomic_read()                        mutex_is_locked()
104          *
105          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
106          * happen _before_ what follows.
107          */
108         might_sleep();
109         if (mutex_is_locked(&anon_vma->root->mutex)) {
110                 anon_vma_lock(anon_vma);
111                 anon_vma_unlock(anon_vma);
112         }
113
114         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
115 }
116
117 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(gfp_t gfp)
118 {
119         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, gfp);
120 }
121
122 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
123 {
124         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
125 }
126
127 /**
128  * anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
129  * @vma: the memory region in question
130  *
131  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
132  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
133  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
134  *
135  * The common case will be that we already have one, but if
136  * not we either need to find an adjacent mapping that we
137  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
138  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
139  * allocate a new one.
140  *
141  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
142  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma()
143  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
144  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
145  * anon_vma isn't actually destroyed).
146  *
147  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
148  * for the new allocation. At the same time, we do not want
149  * to do any locking for the common case of already having
150  * an anon_vma.
151  *
152  * This must be called with the mmap_sem held for reading.
153  */
154 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
155 {
156         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
157         struct anon_vma_chain *avc;
158
159         might_sleep();
160         if (unlikely(!anon_vma)) {
161                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
162                 struct anon_vma *allocated;
163
164                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
165                 if (!avc)
166                         goto out_enomem;
167
168                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
169                 allocated = NULL;
170                 if (!anon_vma) {
171                         anon_vma = anon_vma_alloc();
172                         if (unlikely(!anon_vma))
173                                 goto out_enomem_free_avc;
174                         allocated = anon_vma;
175                 }
176
177                 anon_vma_lock(anon_vma);
178                 /* page_table_lock to protect against threads */
179                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
180                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
181                         vma->anon_vma = anon_vma;
182                         avc->anon_vma = anon_vma;
183                         avc->vma = vma;
184                         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
185                         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
186                         /* vma reference or self-parent link for new root */
187                         anon_vma->degree++;
188                         allocated = NULL;
189                         avc = NULL;
190                 }
191                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
192                 anon_vma_unlock(anon_vma);
193
194                 if (unlikely(allocated))
195                         put_anon_vma(allocated);
196                 if (unlikely(avc))
197                         anon_vma_chain_free(avc);
198         }
199         return 0;
200
201  out_enomem_free_avc:
202         anon_vma_chain_free(avc);
203  out_enomem:
204         return -ENOMEM;
205 }
206
207 /*
208  * This is a useful helper function for locking the anon_vma root as
209  * we traverse the vma->anon_vma_chain, looping over anon_vma's that
210  * have the same vma.
211  *
212  * Such anon_vma's should have the same root, so you'd expect to see
213  * just a single mutex_lock for the whole traversal.
214  */
215 static inline struct anon_vma *lock_anon_vma_root(struct anon_vma *root, struct anon_vma *anon_vma)
216 {
217         struct anon_vma *new_root = anon_vma->root;
218         if (new_root != root) {
219                 if (WARN_ON_ONCE(root))
220                         mutex_unlock(&root->mutex);
221                 root = new_root;
222                 mutex_lock(&root->mutex);
223         }
224         return root;
225 }
226
227 static inline void unlock_anon_vma_root(struct anon_vma *root)
228 {
229         if (root)
230                 mutex_unlock(&root->mutex);
231 }
232
233 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
234                                 struct anon_vma_chain *avc,
235                                 struct anon_vma *anon_vma)
236 {
237         avc->vma = vma;
238         avc->anon_vma = anon_vma;
239         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
240
241         /*
242          * It's critical to add new vmas to the tail of the anon_vma,
243          * see comment in huge_memory.c:__split_huge_page().
244          */
245         list_add_tail(&avc->same_anon_vma, &anon_vma->head);
246 }
247
248 /*
249  * Attach the anon_vmas from src to dst.
250  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
251  *
252  * If dst->anon_vma is NULL this function tries to find and reuse existing
253  * anon_vma which has no vmas and only one child anon_vma. This prevents
254  * degradation of anon_vma hierarchy to endless linear chain in case of
255  * constantly forking task. On the other hand, an anon_vma with more than one
256  * child isn't reused even if there was no alive vma, thus rmap walker has a
257  * good chance of avoiding scanning the whole hierarchy when it searches where
258  * page is mapped.
259  */
260 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
261 {
262         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
263         struct anon_vma *root = NULL;
264
265         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
266                 struct anon_vma *anon_vma;
267
268                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
269                 if (unlikely(!avc)) {
270                         unlock_anon_vma_root(root);
271                         root = NULL;
272                         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
273                         if (!avc)
274                                 goto enomem_failure;
275                 }
276                 anon_vma = pavc->anon_vma;
277                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
278                 anon_vma_chain_link(dst, avc, anon_vma);
279
280                 /*
281                  * Reuse existing anon_vma if its degree lower than two,
282                  * that means it has no vma and only one anon_vma child.
283                  *
284                  * Do not chose parent anon_vma, otherwise first child
285                  * will always reuse it. Root anon_vma is never reused:
286                  * it has self-parent reference and at least one child.
287                  */
288                 if (!dst->anon_vma && anon_vma != src->anon_vma &&
289                                 anon_vma->degree < 2)
290                         dst->anon_vma = anon_vma;
291         }
292         if (dst->anon_vma)
293                 dst->anon_vma->degree++;
294         unlock_anon_vma_root(root);
295         return 0;
296
297  enomem_failure:
298         /*
299          * dst->anon_vma is dropped here otherwise its degree can be incorrectly
300          * decremented in unlink_anon_vmas().
301          * We can safely do this because callers of anon_vma_clone() don't care
302          * about dst->anon_vma if anon_vma_clone() failed.
303          */
304         dst->anon_vma = NULL;
305         unlink_anon_vmas(dst);
306         return -ENOMEM;
307 }
308
309 /*
310  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
311  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
312  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
313  */
314 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
315 {
316         struct anon_vma_chain *avc;
317         struct anon_vma *anon_vma;
318
319         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
320         if (!pvma->anon_vma)
321                 return 0;
322
323         /* Drop inherited anon_vma, we'll reuse existing or allocate new. */
324         vma->anon_vma = NULL;
325
326         /*
327          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
328          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
329          */
330         if (anon_vma_clone(vma, pvma))
331                 return -ENOMEM;
332
333         /* An existing anon_vma has been reused, all done then. */
334         if (vma->anon_vma)
335                 return 0;
336
337         /* Then add our own anon_vma. */
338         anon_vma = anon_vma_alloc();
339         if (!anon_vma)
340                 goto out_error;
341         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
342         if (!avc)
343                 goto out_error_free_anon_vma;
344
345         /*
346          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
347          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
348          */
349         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
350         anon_vma->parent = pvma->anon_vma;
351         /*
352          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
353          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
354          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
355          */
356         get_anon_vma(anon_vma->root);
357         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
358         vma->anon_vma = anon_vma;
359         anon_vma_lock(anon_vma);
360         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
361         anon_vma->parent->degree++;
362         anon_vma_unlock(anon_vma);
363
364         return 0;
365
366  out_error_free_anon_vma:
367         put_anon_vma(anon_vma);
368  out_error:
369         unlink_anon_vmas(vma);
370         return -ENOMEM;
371 }
372
373 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
374 {
375         struct anon_vma_chain *avc, *next;
376         struct anon_vma *root = NULL;
377
378         /*
379          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
380          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
381          */
382         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
383                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
384
385                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
386                 list_del(&avc->same_anon_vma);
387
388                 /*
389                  * Leave empty anon_vmas on the list - we'll need
390                  * to free them outside the lock.
391                  */
392                 if (list_empty(&anon_vma->head)) {
393                         anon_vma->parent->degree--;
394                         continue;
395                 }
396
397                 list_del(&avc->same_vma);
398                 anon_vma_chain_free(avc);
399         }
400         if (vma->anon_vma)
401                 vma->anon_vma->degree--;
402         unlock_anon_vma_root(root);
403
404         /*
405          * Iterate the list once more, it now only contains empty and unlinked
406          * anon_vmas, destroy them. Could not do before due to __put_anon_vma()
407          * needing to acquire the anon_vma->root->mutex.
408          */
409         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
410                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
411
412                 BUG_ON(anon_vma->degree);
413                 put_anon_vma(anon_vma);
414
415                 list_del(&avc->same_vma);
416                 anon_vma_chain_free(avc);
417         }
418 }
419
420 static void anon_vma_ctor(void *data)
421 {
422         struct anon_vma *anon_vma = data;
423
424         mutex_init(&anon_vma->mutex);
425         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
426         INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
427 }
428
429 void __init anon_vma_init(void)
430 {
431         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
432                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
433         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain, SLAB_PANIC);
434 }
435
436 /*
437  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
438  *
439  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
440  * the best this function can do is return a locked anon_vma that might
441  * have been relevant to this page.
442  *
443  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
444  * returned may already be freed (and even reused).
445  *
446  * In case it was remapped to a different anon_vma, the new anon_vma will be a
447  * child of the old anon_vma, and the anon_vma lifetime rules will therefore
448  * ensure that any anon_vma obtained from the page will still be valid for as
449  * long as we observe page_mapped() [ hence all those page_mapped() tests ].
450  *
451  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
452  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
453  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
454  *
455  * Since anon_vma's slab is DESTROY_BY_RCU and we know from page_remove_rmap()
456  * that the anon_vma pointer from page->mapping is valid if there is a
457  * mapcount, we can dereference the anon_vma after observing those.
458  */
459 struct anon_vma *page_get_anon_vma(struct page *page)
460 {
461         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
462         unsigned long anon_mapping;
463
464         rcu_read_lock();
465         anon_mapping = (unsigned long) ACCESS_ONCE(page->mapping);
466         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
467                 goto out;
468         if (!page_mapped(page))
469                 goto out;
470
471         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
472         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
473                 anon_vma = NULL;
474                 goto out;
475         }
476
477         /*
478          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
479          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
480          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
481          * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
482          * above cannot corrupt).
483          */
484         if (!page_mapped(page)) {
485                 rcu_read_unlock();
486                 put_anon_vma(anon_vma);
487                 return NULL;
488         }
489 out:
490         rcu_read_unlock();
491
492         return anon_vma;
493 }
494
495 /*
496  * Similar to page_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
497  *
498  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
499  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
500  * reference like with page_get_anon_vma() and then block on the mutex.
501  */
502 struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
503 {
504         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
505         struct anon_vma *root_anon_vma;
506         unsigned long anon_mapping;
507
508         rcu_read_lock();
509         anon_mapping = (unsigned long) ACCESS_ONCE(page->mapping);
510         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
511                 goto out;
512         if (!page_mapped(page))
513                 goto out;
514
515         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
516         root_anon_vma = ACCESS_ONCE(anon_vma->root);
517         if (mutex_trylock(&root_anon_vma->mutex)) {
518                 /*
519                  * If the page is still mapped, then this anon_vma is still
520                  * its anon_vma, and holding the mutex ensures that it will
521                  * not go away, see anon_vma_free().
522                  */
523                 if (!page_mapped(page)) {
524                         mutex_unlock(&root_anon_vma->mutex);
525                         anon_vma = NULL;
526                 }
527                 goto out;
528         }
529
530         /* trylock failed, we got to sleep */
531         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
532                 anon_vma = NULL;
533                 goto out;
534         }
535
536         if (!page_mapped(page)) {
537                 rcu_read_unlock();
538                 put_anon_vma(anon_vma);
539                 return NULL;
540         }
541
542         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
543         rcu_read_unlock();
544         anon_vma_lock(anon_vma);
545
546         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
547                 /*
548                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
549                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
550                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock() recursion.
551                  */
552                 anon_vma_unlock(anon_vma);
553                 __put_anon_vma(anon_vma);
554                 anon_vma = NULL;
555         }
556
557         return anon_vma;
558
559 out:
560         rcu_read_unlock();
561         return anon_vma;
562 }
563
564 void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
565 {
566         anon_vma_unlock(anon_vma);
567 }
568
569 /*
570  * At what user virtual address is page expected in @vma?
571  * Returns virtual address or -EFAULT if page's index/offset is not
572  * within the range mapped the @vma.
573  */
574 inline unsigned long
575 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
576 {
577         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
578         unsigned long address;
579
580         if (unlikely(is_vm_hugetlb_page(vma)))
581                 pgoff = page->index << huge_page_order(page_hstate(page));
582         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
583         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
584                 /* page should be within @vma mapping range */
585                 return -EFAULT;
586         }
587         return address;
588 }
589
590 /*
591  * At what user virtual address is page expected in vma?
592  * Caller should check the page is actually part of the vma.
593  */
594 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
595 {
596         if (PageAnon(page)) {
597                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
598                 /*
599                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
600                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
601                  */
602                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
603                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
604                         return -EFAULT;
605         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
606                 if (!vma->vm_file ||
607                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
608                         return -EFAULT;
609         } else
610                 return -EFAULT;
611         return vma_address(page, vma);
612 }
613
614 /*
615  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
616  *
617  * If @sync is false, page_check_address may perform a racy check to avoid
618  * the page table lock when the pte is not present (helpful when reclaiming
619  * highly shared pages).
620  *
621  * On success returns with pte mapped and locked.
622  */
623 pte_t *__page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
624                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp, int sync)
625 {
626         pgd_t *pgd;
627         pud_t *pud;
628         pmd_t *pmd;
629         pte_t *pte;
630         spinlock_t *ptl;
631
632         if (unlikely(PageHuge(page))) {
633                 /* when pud is not present, pte will be NULL */
634                 pte = huge_pte_offset(mm, address);
635                 if (!pte)
636                         return NULL;
637
638                 ptl = &mm->page_table_lock;
639                 goto check;
640         }
641
642         pgd = pgd_offset(mm, address);
643         if (!pgd_present(*pgd))
644                 return NULL;
645
646         pud = pud_offset(pgd, address);
647         if (!pud_present(*pud))
648                 return NULL;
649
650         pmd = pmd_offset(pud, address);
651         if (!pmd_present(*pmd))
652                 return NULL;
653         if (pmd_trans_huge(*pmd))
654                 return NULL;
655
656         pte = pte_offset_map(pmd, address);
657         /* Make a quick check before getting the lock */
658         if (!sync && !pte_present(*pte)) {
659                 pte_unmap(pte);
660                 return NULL;
661         }
662
663         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
664 check:
665         spin_lock(ptl);
666         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
667                 *ptlp = ptl;
668                 return pte;
669         }
670         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
671         return NULL;
672 }
673
674 /**
675  * page_mapped_in_vma - check whether a page is really mapped in a VMA
676  * @page: the page to test
677  * @vma: the VMA to test
678  *
679  * Returns 1 if the page is mapped into the page tables of the VMA, 0
680  * if the page is not mapped into the page tables of this VMA.  Only
681  * valid for normal file or anonymous VMAs.
682  */
683 int page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
684 {
685         unsigned long address;
686         pte_t *pte;
687         spinlock_t *ptl;
688
689         address = vma_address(page, vma);
690         if (address == -EFAULT)         /* out of vma range */
691                 return 0;
692         pte = page_check_address(page, vma->vm_mm, address, &ptl, 1);
693         if (!pte)                       /* the page is not in this mm */
694                 return 0;
695         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
696
697         return 1;
698 }
699
700 /*
701  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
702  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
703  */
704 int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
705                         unsigned long address, unsigned int *mapcount,
706                         unsigned long *vm_flags)
707 {
708         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
709         int referenced = 0;
710
711         if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
712                 pmd_t *pmd;
713
714                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
715                 /*
716                  * rmap might return false positives; we must filter
717                  * these out using page_check_address_pmd().
718                  */
719                 pmd = page_check_address_pmd(page, mm, address,
720                                              PAGE_CHECK_ADDRESS_PMD_FLAG);
721                 if (!pmd) {
722                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
723                         goto out;
724                 }
725
726                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
727                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
728                         *mapcount = 0;  /* break early from loop */
729                         *vm_flags |= VM_LOCKED;
730                         goto out;
731                 }
732
733                 /* go ahead even if the pmd is pmd_trans_splitting() */
734                 if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address, pmd))
735                         referenced++;
736                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
737         } else {
738                 pte_t *pte;
739                 spinlock_t *ptl;
740
741                 /*
742                  * rmap might return false positives; we must filter
743                  * these out using page_check_address().
744                  */
745                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
746                 if (!pte)
747                         goto out;
748
749                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
750                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
751                         *mapcount = 0;  /* break early from loop */
752                         *vm_flags |= VM_LOCKED;
753                         goto out;
754                 }
755
756                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
757                         /*
758                          * Don't treat a reference through a sequentially read
759                          * mapping as such.  If the page has been used in
760                          * another mapping, we will catch it; if this other
761                          * mapping is already gone, the unmap path will have
762                          * set PG_referenced or activated the page.
763                          */
764                         if (likely(!VM_SequentialReadHint(vma)))
765                                 referenced++;
766                 }
767                 pte_unmap_unlock(pte, ptl);
768         }
769
770         /* Pretend the page is referenced if the task has the
771            swap token and is in the middle of a page fault. */
772         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
773                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
774                 referenced++;
775
776         (*mapcount)--;
777
778         if (referenced)
779                 *vm_flags |= vma->vm_flags;
780 out:
781         return referenced;
782 }
783
784 static int page_referenced_anon(struct page *page,
785                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
786                                 unsigned long *vm_flags)
787 {
788         unsigned int mapcount;
789         struct anon_vma *anon_vma;
790         struct anon_vma_chain *avc;
791         int referenced = 0;
792
793         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
794         if (!anon_vma)
795                 return referenced;
796
797         mapcount = page_mapcount(page);
798         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
799                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
800                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
801                 if (address == -EFAULT)
802                         continue;
803                 /*
804                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
805                  * counting on behalf of references from different
806                  * cgroups
807                  */
808                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
809                         continue;
810                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
811                                                   &mapcount, vm_flags);
812                 if (!mapcount)
813                         break;
814         }
815
816         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
817         return referenced;
818 }
819
820 /**
821  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
822  * @page: the page we're checking references on.
823  * @mem_cont: target memory controller
824  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
825  *
826  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
827  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
828  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
829  * of references it found.
830  *
831  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
832  */
833 static int page_referenced_file(struct page *page,
834                                 struct mem_cgroup *mem_cont,
835                                 unsigned long *vm_flags)
836 {
837         unsigned int mapcount;
838         struct address_space *mapping = page->mapping;
839         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
840         struct vm_area_struct *vma;
841         struct prio_tree_iter iter;
842         int referenced = 0;
843
844         /*
845          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
846          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
847          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
848          */
849         BUG_ON(PageAnon(page));
850
851         /*
852          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
853          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
854          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
855          * so we can safely take mapping->i_mmap_mutex.
856          */
857         BUG_ON(!PageLocked(page));
858
859         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
860
861         /*
862          * i_mmap_mutex does not stabilize mapcount at all, but mapcount
863          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
864          */
865         mapcount = page_mapcount(page);
866
867         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
868                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
869                 if (address == -EFAULT)
870                         continue;
871                 /*
872                  * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
873                  * counting on behalf of references from different
874                  * cgroups
875                  */
876                 if (mem_cont && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, mem_cont))
877                         continue;
878                 referenced += page_referenced_one(page, vma, address,
879                                                   &mapcount, vm_flags);
880                 if (!mapcount)
881                         break;
882         }
883
884         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
885         return referenced;
886 }
887
888 /**
889  * page_referenced - test if the page was referenced
890  * @page: the page to test
891  * @is_locked: caller holds lock on the page
892  * @mem_cont: target memory controller
893  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
894  *
895  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
896  * returns the number of ptes which referenced the page.
897  */
898 int page_referenced(struct page *page,
899                     int is_locked,
900                     struct mem_cgroup *mem_cont,
901                     unsigned long *vm_flags)
902 {
903         int referenced = 0;
904         int we_locked = 0;
905
906         *vm_flags = 0;
907         if (page_mapped(page) && page_rmapping(page)) {
908                 if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
909                         we_locked = trylock_page(page);
910                         if (!we_locked) {
911                                 referenced++;
912                                 goto out;
913                         }
914                 }
915                 if (unlikely(PageKsm(page)))
916                         referenced += page_referenced_ksm(page, mem_cont,
917                                                                 vm_flags);
918                 else if (PageAnon(page))
919                         referenced += page_referenced_anon(page, mem_cont,
920                                                                 vm_flags);
921                 else if (page->mapping)
922                         referenced += page_referenced_file(page, mem_cont,
923                                                                 vm_flags);
924                 if (we_locked)
925                         unlock_page(page);
926
927                 if (page_test_and_clear_young(page_to_pfn(page)))
928                         referenced++;
929         }
930 out:
931         return referenced;
932 }
933
934 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
935                             unsigned long address)
936 {
937         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
938         pte_t *pte;
939         spinlock_t *ptl;
940         int ret = 0;
941
942         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 1);
943         if (!pte)
944                 goto out;
945
946         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
947                 pte_t entry;
948
949                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
950                 entry = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
951                 entry = pte_wrprotect(entry);
952                 entry = pte_mkclean(entry);
953                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
954                 ret = 1;
955         }
956
957         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
958 out:
959         return ret;
960 }
961
962 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
963 {
964         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
965         struct vm_area_struct *vma;
966         struct prio_tree_iter iter;
967         int ret = 0;
968
969         BUG_ON(PageAnon(page));
970
971         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
972         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
973                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
974                         unsigned long address = vma_address(page, vma);
975                         if (address == -EFAULT)
976                                 continue;
977                         ret += page_mkclean_one(page, vma, address);
978                 }
979         }
980         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
981         return ret;
982 }
983
984 int page_mkclean(struct page *page)
985 {
986         int ret = 0;
987
988         BUG_ON(!PageLocked(page));
989
990         if (page_mapped(page)) {
991                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
992                 if (mapping)
993                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
994         }
995
996         return ret;
997 }
998 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
999
1000 /**
1001  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
1002  * @page:       the page to move to our anon_vma
1003  * @vma:        the vma the page belongs to
1004  * @address:    the user virtual address mapped
1005  *
1006  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
1007  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
1008  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
1009  * processes.
1010  */
1011 void page_move_anon_rmap(struct page *page,
1012         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1013 {
1014         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1015
1016         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1017         VM_BUG_ON(!anon_vma);
1018         VM_BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
1019
1020         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1021         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1022 }
1023
1024 /**
1025  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
1026  * @page:       Page to add to rmap     
1027  * @vma:        VM area to add page to.
1028  * @address:    User virtual address of the mapping     
1029  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
1030  */
1031 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
1032         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1033 {
1034         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1035
1036         BUG_ON(!anon_vma);
1037
1038         if (PageAnon(page))
1039                 return;
1040
1041         /*
1042          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
1043          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
1044          * page mapping!
1045          */
1046         if (!exclusive)
1047                 anon_vma = anon_vma->root;
1048
1049         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1050         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1051         page->index = linear_page_index(vma, address);
1052 }
1053
1054 /**
1055  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
1056  * @page:       the page to add the mapping to
1057  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1058  * @address:    the user virtual address mapped
1059  */
1060 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
1061         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1062 {
1063 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1064         /*
1065          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1066          * be set up correctly at this point.
1067          *
1068          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1069          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
1070          * in which case the page is already known to be setup.
1071          *
1072          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1073          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1074          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1075          */
1076         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
1077         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
1078 #endif
1079 }
1080
1081 /**
1082  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1083  * @page:       the page to add the mapping to
1084  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1085  * @address:    the user virtual address mapped
1086  *
1087  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1088  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1089  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1090  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1091  */
1092 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
1093         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1094 {
1095         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
1100  * into pages that are exclusively owned by the current process.
1101  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
1102  */
1103 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
1104         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1105 {
1106         int first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1107         if (first) {
1108                 if (!PageTransHuge(page))
1109                         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
1110                 else
1111                         __inc_zone_page_state(page,
1112                                               NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1113         }
1114         if (unlikely(PageKsm(page)))
1115                 return;
1116
1117         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1118         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1119         if (first)
1120                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address, exclusive);
1121         else
1122                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1123 }
1124
1125 /**
1126  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
1127  * @page:       the page to add the mapping to
1128  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1129  * @address:    the user virtual address mapped
1130  *
1131  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
1132  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1133  * Page does not have to be locked.
1134  */
1135 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1136         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1137 {
1138         VM_BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1139         SetPageSwapBacked(page);
1140         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
1141         if (!PageTransHuge(page))
1142                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
1143         else
1144                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1145         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1146         if (page_evictable(page, vma))
1147                 lru_cache_add_lru(page, LRU_ACTIVE_ANON);
1148         else
1149                 add_page_to_unevictable_list(page);
1150 }
1151
1152 /**
1153  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1154  * @page: the page to add the mapping to
1155  *
1156  * The caller needs to hold the pte lock.
1157  */
1158 void page_add_file_rmap(struct page *page)
1159 {
1160         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
1161                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1162                 mem_cgroup_inc_page_stat(page, MEMCG_NR_FILE_MAPPED);
1163         }
1164 }
1165
1166 /**
1167  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1168  * @page: page to remove mapping from
1169  *
1170  * The caller needs to hold the pte lock.
1171  */
1172 void page_remove_rmap(struct page *page)
1173 {
1174         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
1175
1176         /* page still mapped by someone else? */
1177         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1178                 return;
1179
1180         /*
1181          * Now that the last pte has gone, s390 must transfer dirty
1182          * flag from storage key to struct page.  We can usually skip
1183          * this if the page is anon, so about to be freed; but perhaps
1184          * not if it's in swapcache - there might be another pte slot
1185          * containing the swap entry, but page not yet written to swap.
1186          *
1187          * And we can skip it on file pages, so long as the filesystem
1188          * participates in dirty tracking; but need to catch shm and tmpfs
1189          * and ramfs pages which have been modified since creation by read
1190          * fault.
1191          *
1192          * Note that mapping must be decided above, before decrementing
1193          * mapcount (which luckily provides a barrier): once page is unmapped,
1194          * it could be truncated and page->mapping reset to NULL at any moment.
1195          * Note also that we are relying on page_mapping(page) to set mapping
1196          * to &swapper_space when PageSwapCache(page).
1197          */
1198         if (mapping && !mapping_cap_account_dirty(mapping) &&
1199             page_test_and_clear_dirty(page_to_pfn(page), 1))
1200                 set_page_dirty(page);
1201         /*
1202          * Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES nor NR_FILE_MAPPED
1203          * and not charged by memcg for now.
1204          */
1205         if (unlikely(PageHuge(page)))
1206                 return;
1207         if (PageAnon(page)) {
1208                 mem_cgroup_uncharge_page(page);
1209                 if (!PageTransHuge(page))
1210                         __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
1211                 else
1212                         __dec_zone_page_state(page,
1213                                               NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1214         } else {
1215                 __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1216                 mem_cgroup_dec_page_stat(page, MEMCG_NR_FILE_MAPPED);
1217         }
1218         /*
1219          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
1220          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1221          * which increments mapcount after us but sets mapping
1222          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
1223          * and remember that it's only reliable while mapped.
1224          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
1225          * faster for those pages still in swapcache.
1226          */
1227 }
1228
1229 /*
1230  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
1231  * repeatedly from try_to_unmap_ksm, try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
1232  */
1233 int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1234                      unsigned long address, enum ttu_flags flags)
1235 {
1236         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1237         pte_t *pte;
1238         pte_t pteval;
1239         spinlock_t *ptl;
1240         int ret = SWAP_AGAIN;
1241
1242         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
1243         if (!pte)
1244                 goto out;
1245
1246         /*
1247          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
1248          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
1249          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
1250          */
1251         if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
1252                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
1253                         goto out_mlock;
1254
1255                 if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1256                         goto out_unmap;
1257         }
1258         if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
1259                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
1260                         ret = SWAP_FAIL;
1261                         goto out_unmap;
1262                 }
1263         }
1264
1265         /* Nuke the page table entry. */
1266         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
1267         pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1268
1269         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1270         if (pte_dirty(pteval))
1271                 set_page_dirty(page);
1272
1273         /* Update high watermark before we lower rss */
1274         update_hiwater_rss(mm);
1275
1276         if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1277                 if (PageAnon(page))
1278                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1279                 else
1280                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1281                 set_pte_at(mm, address, pte,
1282                                 swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
1283         } else if (PageAnon(page)) {
1284                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
1285
1286                 if (PageSwapCache(page)) {
1287                         /*
1288                          * Store the swap location in the pte.
1289                          * See handle_pte_fault() ...
1290                          */
1291                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1292                                 set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
1293                                 ret = SWAP_FAIL;
1294                                 goto out_unmap;
1295                         }
1296                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1297                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1298                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1299                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1300                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1301                         }
1302                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1303                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1304                 } else if (PAGE_MIGRATION) {
1305                         /*
1306                          * Store the pfn of the page in a special migration
1307                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1308                          * pte is removed and then restart fault handling.
1309                          */
1310                         BUG_ON(TTU_ACTION(flags) != TTU_MIGRATION);
1311                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1312                 }
1313                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1314                 BUG_ON(pte_file(*pte));
1315         } else if (PAGE_MIGRATION && (TTU_ACTION(flags) == TTU_MIGRATION)) {
1316                 /* Establish migration entry for a file page */
1317                 swp_entry_t entry;
1318                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1319                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1320         } else
1321                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1322
1323         page_remove_rmap(page);
1324         page_cache_release(page);
1325
1326 out_unmap:
1327         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1328 out:
1329         return ret;
1330
1331 out_mlock:
1332         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1333
1334
1335         /*
1336          * We need mmap_sem locking, Otherwise VM_LOCKED check makes
1337          * unstable result and race. Plus, We can't wait here because
1338          * we now hold anon_vma->mutex or mapping->i_mmap_mutex.
1339          * if trylock failed, the page remain in evictable lru and later
1340          * vmscan could retry to move the page to unevictable lru if the
1341          * page is actually mlocked.
1342          */
1343         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1344                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1345                         mlock_vma_page(page);
1346                         ret = SWAP_MLOCK;
1347                 }
1348                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1349         }
1350         return ret;
1351 }
1352
1353 /*
1354  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
1355  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
1356  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
1357  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
1358  *
1359  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
1360  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
1361  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
1362  * around the vma's virtual address space.
1363  *
1364  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
1365  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
1366  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
1367  *
1368  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
1369  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
1370  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
1371  *
1372  * Mlocked pages:  check VM_LOCKED under mmap_sem held for read, if we can
1373  * acquire it without blocking.  If vma locked, mlock the pages in the cluster,
1374  * rather than unmapping them.  If we encounter the "check_page" that vmscan is
1375  * trying to unmap, return SWAP_MLOCK, else default SWAP_AGAIN.
1376  */
1377 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
1378 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
1379
1380 static int try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor, unsigned int *mapcount,
1381                 struct vm_area_struct *vma, struct page *check_page)
1382 {
1383         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1384         pgd_t *pgd;
1385         pud_t *pud;
1386         pmd_t *pmd;
1387         pte_t *pte;
1388         pte_t pteval;
1389         spinlock_t *ptl;
1390         struct page *page;
1391         unsigned long address;
1392         unsigned long end;
1393         int ret = SWAP_AGAIN;
1394         int locked_vma = 0;
1395
1396         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
1397         end = address + CLUSTER_SIZE;
1398         if (address < vma->vm_start)
1399                 address = vma->vm_start;
1400         if (end > vma->vm_end)
1401                 end = vma->vm_end;
1402
1403         pgd = pgd_offset(mm, address);
1404         if (!pgd_present(*pgd))
1405                 return ret;
1406
1407         pud = pud_offset(pgd, address);
1408         if (!pud_present(*pud))
1409                 return ret;
1410
1411         pmd = pmd_offset(pud, address);
1412         if (!pmd_present(*pmd))
1413                 return ret;
1414
1415         /*
1416          * If we can acquire the mmap_sem for read, and vma is VM_LOCKED,
1417          * keep the sem while scanning the cluster for mlocking pages.
1418          */
1419         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1420                 locked_vma = (vma->vm_flags & VM_LOCKED);
1421                 if (!locked_vma)
1422                         up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem); /* don't need it */
1423         }
1424
1425         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
1426
1427         /* Update high watermark before we lower rss */
1428         update_hiwater_rss(mm);
1429
1430         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
1431                 if (!pte_present(*pte))
1432                         continue;
1433                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
1434                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
1435
1436                 if (locked_vma) {
1437                         if (page == check_page) {
1438                                 /* we know we have check_page locked */
1439                                 mlock_vma_page(page);
1440                                 ret = SWAP_MLOCK;
1441                         } else if (trylock_page(page)) {
1442                                 /*
1443                                  * If we can lock the page, perform mlock.
1444                                  * Otherwise leave the page alone, it will be
1445                                  * eventually encountered again later.
1446                                  */
1447                                 mlock_vma_page(page);
1448                                 unlock_page(page);
1449                         }
1450                         continue;       /* don't unmap */
1451                 }
1452
1453                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte))
1454                         continue;
1455
1456                 /* Nuke the page table entry. */
1457                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
1458                 pteval = ptep_clear_flush_notify(vma, address, pte);
1459
1460                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
1461                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
1462                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
1463
1464                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1465                 if (pte_dirty(pteval))
1466                         set_page_dirty(page);
1467
1468                 page_remove_rmap(page);
1469                 page_cache_release(page);
1470                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1471                 (*mapcount)--;
1472         }
1473         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
1474         if (locked_vma)
1475                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1476         return ret;
1477 }
1478
1479 bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1480 {
1481         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1482
1483         if (!maybe_stack)
1484                 return false;
1485
1486         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1487                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1488                 return true;
1489
1490         return false;
1491 }
1492
1493 /**
1494  * try_to_unmap_anon - unmap or unlock anonymous page using the object-based
1495  * rmap method
1496  * @page: the page to unmap/unlock
1497  * @flags: action and flags
1498  *
1499  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1500  * contained in the anon_vma struct it points to.
1501  *
1502  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1503  * anonymous pages.
1504  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1505  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1506  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1507  * 'LOCKED.
1508  */
1509 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1510 {
1511         struct anon_vma *anon_vma;
1512         struct anon_vma_chain *avc;
1513         int ret = SWAP_AGAIN;
1514
1515         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
1516         if (!anon_vma)
1517                 return ret;
1518
1519         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1520                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1521                 unsigned long address;
1522
1523                 /*
1524                  * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1525                  * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1526                  * page tables leading to a race where migration cannot
1527                  * find the migration ptes. Rather than increasing the
1528                  * locking requirements of exec(), migration skips
1529                  * temporary VMAs until after exec() completes.
1530                  */
1531                 if (PAGE_MIGRATION && (flags & TTU_MIGRATION) &&
1532                                 is_vma_temporary_stack(vma))
1533                         continue;
1534
1535                 address = vma_address(page, vma);
1536                 if (address == -EFAULT)
1537                         continue;
1538                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1539                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1540                         break;
1541         }
1542
1543         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
1544         return ret;
1545 }
1546
1547 /**
1548  * try_to_unmap_file - unmap/unlock file page using the object-based rmap method
1549  * @page: the page to unmap/unlock
1550  * @flags: action and flags
1551  *
1552  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1553  * contained in the address_space struct it points to.
1554  *
1555  * This function is only called from try_to_unmap/try_to_munlock for
1556  * object-based pages.
1557  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1558  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1559  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1560  * 'LOCKED.
1561  */
1562 static int try_to_unmap_file(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1563 {
1564         struct address_space *mapping = page->mapping;
1565         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1566         struct vm_area_struct *vma;
1567         struct prio_tree_iter iter;
1568         int ret = SWAP_AGAIN;
1569         unsigned long cursor;
1570         unsigned long max_nl_cursor = 0;
1571         unsigned long max_nl_size = 0;
1572         unsigned int mapcount;
1573
1574         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
1575         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1576                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1577                 if (address == -EFAULT)
1578                         continue;
1579                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, address, flags);
1580                 if (ret != SWAP_AGAIN || !page_mapped(page))
1581                         goto out;
1582         }
1583
1584         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
1585                 goto out;
1586
1587         /*
1588          * We don't bother to try to find the munlocked page in nonlinears.
1589          * It's costly. Instead, later, page reclaim logic may call
1590          * try_to_unmap(TTU_MUNLOCK) and recover PG_mlocked lazily.
1591          */
1592         if (TTU_ACTION(flags) == TTU_MUNLOCK)
1593                 goto out;
1594
1595         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1596                                                 shared.vm_set.list) {
1597                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1598                 if (cursor > max_nl_cursor)
1599                         max_nl_cursor = cursor;
1600                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
1601                 if (cursor > max_nl_size)
1602                         max_nl_size = cursor;
1603         }
1604
1605         if (max_nl_size == 0) { /* all nonlinears locked or reserved ? */
1606                 ret = SWAP_FAIL;
1607                 goto out;
1608         }
1609
1610         /*
1611          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
1612          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
1613          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
1614          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
1615          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
1616          */
1617         mapcount = page_mapcount(page);
1618         if (!mapcount)
1619                 goto out;
1620         cond_resched();
1621
1622         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
1623         if (max_nl_cursor == 0)
1624                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
1625
1626         do {
1627                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
1628                                                 shared.vm_set.list) {
1629                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
1630                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
1631                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
1632                                 if (try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount,
1633                                                 vma, page) == SWAP_MLOCK)
1634                                         ret = SWAP_MLOCK;
1635                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
1636                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
1637                                 if ((int)mapcount <= 0)
1638                                         goto out;
1639                         }
1640                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
1641                 }
1642                 cond_resched();
1643                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
1644         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
1645
1646         /*
1647          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
1648          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
1649          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
1650          */
1651         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
1652                 vma->vm_private_data = NULL;
1653 out:
1654         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
1655         return ret;
1656 }
1657
1658 /**
1659  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1660  * @page: the page to get unmapped
1661  * @flags: action and flags
1662  *
1663  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1664  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1665  * Return values are:
1666  *
1667  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1668  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1669  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1670  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1671  */
1672 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1673 {
1674         int ret;
1675
1676         BUG_ON(!PageLocked(page));
1677         VM_BUG_ON(!PageHuge(page) && PageTransHuge(page));
1678
1679         if (unlikely(PageKsm(page)))
1680                 ret = try_to_unmap_ksm(page, flags);
1681         else if (PageAnon(page))
1682                 ret = try_to_unmap_anon(page, flags);
1683         else
1684                 ret = try_to_unmap_file(page, flags);
1685         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapped(page))
1686                 ret = SWAP_SUCCESS;
1687         return ret;
1688 }
1689
1690 /**
1691  * try_to_munlock - try to munlock a page
1692  * @page: the page to be munlocked
1693  *
1694  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1695  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1696  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1697  *
1698  * Return values are:
1699  *
1700  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1701  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1702  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1703  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1704  */
1705 int try_to_munlock(struct page *page)
1706 {
1707         VM_BUG_ON(!PageLocked(page) || PageLRU(page));
1708
1709         if (unlikely(PageKsm(page)))
1710                 return try_to_unmap_ksm(page, TTU_MUNLOCK);
1711         else if (PageAnon(page))
1712                 return try_to_unmap_anon(page, TTU_MUNLOCK);
1713         else
1714                 return try_to_unmap_file(page, TTU_MUNLOCK);
1715 }
1716
1717 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1718 {
1719         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1720
1721         anon_vma_free(anon_vma);
1722         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
1723                 anon_vma_free(root);
1724 }
1725
1726 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1727 /*
1728  * rmap_walk() and its helpers rmap_walk_anon() and rmap_walk_file():
1729  * Called by migrate.c to remove migration ptes, but might be used more later.
1730  */
1731 static int rmap_walk_anon(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1732                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1733 {
1734         struct anon_vma *anon_vma;
1735         struct anon_vma_chain *avc;
1736         int ret = SWAP_AGAIN;
1737
1738         /*
1739          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma()
1740          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1741          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1742          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1743          */
1744         anon_vma = page_anon_vma(page);
1745         if (!anon_vma)
1746                 return ret;
1747         anon_vma_lock(anon_vma);
1748         list_for_each_entry(avc, &anon_vma->head, same_anon_vma) {
1749                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1750                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1751                 if (address == -EFAULT)
1752                         continue;
1753                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1754                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1755                         break;
1756         }
1757         anon_vma_unlock(anon_vma);
1758         return ret;
1759 }
1760
1761 static int rmap_walk_file(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1762                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1763 {
1764         struct address_space *mapping = page->mapping;
1765         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1766         struct vm_area_struct *vma;
1767         struct prio_tree_iter iter;
1768         int ret = SWAP_AGAIN;
1769
1770         if (!mapping)
1771                 return ret;
1772         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
1773         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1774                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1775                 if (address == -EFAULT)
1776                         continue;
1777                 ret = rmap_one(page, vma, address, arg);
1778                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1779                         break;
1780         }
1781         /*
1782          * No nonlinear handling: being always shared, nonlinear vmas
1783          * never contain migration ptes.  Decide what to do about this
1784          * limitation to linear when we need rmap_walk() on nonlinear.
1785          */
1786         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
1787         return ret;
1788 }
1789
1790 int rmap_walk(struct page *page, int (*rmap_one)(struct page *,
1791                 struct vm_area_struct *, unsigned long, void *), void *arg)
1792 {
1793         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
1794
1795         if (unlikely(PageKsm(page)))
1796                 return rmap_walk_ksm(page, rmap_one, arg);
1797         else if (PageAnon(page))
1798                 return rmap_walk_anon(page, rmap_one, arg);
1799         else
1800                 return rmap_walk_file(page, rmap_one, arg);
1801 }
1802 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
1803
1804 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1805 /*
1806  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1807  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1808  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1809  */
1810 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1811         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1812 {
1813         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1814
1815         BUG_ON(!anon_vma);
1816
1817         if (PageAnon(page))
1818                 return;
1819         if (!exclusive)
1820                 anon_vma = anon_vma->root;
1821
1822         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1823         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1824         page->index = linear_page_index(vma, address);
1825 }
1826
1827 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1828                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1829 {
1830         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1831         int first;
1832
1833         BUG_ON(!PageLocked(page));
1834         BUG_ON(!anon_vma);
1835         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1836         first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1837         if (first)
1838                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1839 }
1840
1841 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1842                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1843 {
1844         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1845         atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1846         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1847 }
1848 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */