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
  25  *
  26  * When a page fault occurs in writing from user to file, down_read
  27  * of mmap_sem nests within i_mutex; in sys_msync, i_mutex nests within
  28  * down_read of mmap_sem; i_mutex and down_write of mmap_sem are never
  29  * taken together; in truncation, i_mutex is taken outermost.
  30  *
  31  * mm->mmap_sem
  32  *   page->flags PG_locked (lock_page)
  33  *     mapping->i_mmap_lock
  34  *       anon_vma->lock
  35  *         mm->page_table_lock or pte_lock
  36  *           zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
  37  *           swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
  38  *             mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
  39  *             mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
  40  *             inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
  41  *               sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
  42  *               mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
  43  *                         in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
  44  *                         within inode_lock in __sync_single_inode)
  45  */
  46
  47 #include <linux/mm.h>
  48 #include <linux/pagemap.h>
  49 #include <linux/swap.h>
  50 #include <linux/swapops.h>
  51 #include <linux/slab.h>
  52 #include <linux/init.h>
  53 #include <linux/rmap.h>
  54 #include <linux/rcupdate.h>
  55 #include <linux/module.h>
  56
  57 #include <asm/tlbflush.h>
  58
  59 //#define RMAP_DEBUG /* can be enabled only for debugging */
  60
  61 kmem_cache_t *anon_vma_cachep;
  62
  63 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
  64 {
  65 #ifdef RMAP_DEBUG
  66         struct anon_vma *anon_vma = find_vma->anon_vma;
  67         struct vm_area_struct *vma;
  68         unsigned int mapcount = 0;
  69         int found = 0;
  70
  71         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
  72                 mapcount++;
  73                 BUG_ON(mapcount > 100000);
  74                 if (vma == find_vma)
  75                         found = 1;
  76         }
  77         BUG_ON(!found);
  78 #endif
  79 }
  80
  81 /* This must be called under the mmap_sem. */
  82 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
  83 {
  84         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
  85
  86         might_sleep();
  87         if (unlikely(!anon_vma)) {
  88                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  89                 struct anon_vma *allocated, *locked;
  90
  91                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
  92                 if (anon_vma) {
  93                         allocated = NULL;
  94                         locked = anon_vma;
  95                         spin_lock(&locked->lock);
  96                 } else {
  97                         anon_vma = anon_vma_alloc();
  98                         if (unlikely(!anon_vma))
  99                                 return -ENOMEM;
 100                         allocated = anon_vma;
 101                         locked = NULL;
 102                 }
 103
 104                 /* page_table_lock to protect against threads */
 105                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
 106                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
 107                         vma->anon_vma = anon_vma;
 108                         list_add(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 109                         allocated = NULL;
 110                 }
 111                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 112
 113                 if (locked)
 114                         spin_unlock(&locked->lock);
 115                 if (unlikely(allocated))
 116                         anon_vma_free(allocated);
 117         }
 118         return 0;
 119 }
 120
 121 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
 122 {
 123         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
 124         list_del(&next->anon_vma_node);
 125 }
 126
 127 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 128 {
 129         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 130
 131         if (anon_vma) {
 132                 list_add(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 133                 validate_anon_vma(vma);
 134         }
 135 }
 136
 137 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 138 {
 139         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 140
 141         if (anon_vma) {
 142                 spin_lock(&anon_vma->lock);
 143                 list_add(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 144                 validate_anon_vma(vma);
 145                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
 146         }
 147 }
 148
 149 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
 150 {
 151         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 152         int empty;
 153
 154         if (!anon_vma)
 155                 return;
 156
 157         spin_lock(&anon_vma->lock);
 158         validate_anon_vma(vma);
 159         list_del(&vma->anon_vma_node);
 160
 161         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
 162         empty = list_empty(&anon_vma->head);
 163         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 164
 165         if (empty)
 166                 anon_vma_free(anon_vma);
 167 }
 168
 169 static void anon_vma_ctor(void *data, kmem_cache_t *cachep, unsigned long flags)
 170 {
 171         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
 172                                                 SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
 173                 struct anon_vma *anon_vma = data;
 174
 175                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
 176                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
 177         }
 178 }
 179
 180 void __init anon_vma_init(void)
 181 {
 182         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
 183                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
 184 }
 185
 186 /*
 187  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
 188  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
 189  */
 190 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
 191 {
 192         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
 193         unsigned long anon_mapping;
 194
 195         rcu_read_lock();
 196         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
 197         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
 198                 goto out;
 199         if (!page_mapped(page))
 200                 goto out;
 201
 202         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 203         spin_lock(&anon_vma->lock);
 204 out:
 205         rcu_read_unlock();
 206         return anon_vma;
 207 }
 208
 209 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 210 /*
 211  * Remove an anonymous page from swap replacing the swap pte's
 212  * through real pte's pointing to valid pages and then releasing
 213  * the page from the swap cache.
 214  *
 215  * Must hold page lock on page.
 216  */
 217 void remove_from_swap(struct page *page)
 218 {
 219         struct anon_vma *anon_vma;
 220         struct vm_area_struct *vma;
 221
 222         if (!PageAnon(page) || !PageSwapCache(page))
 223                 return;
 224
 225         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 226         if (!anon_vma)
 227                 return;
 228
 229         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node)
 230                 remove_vma_swap(vma, page);
 231
 232         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 233
 234         delete_from_swap_cache(page);
 235 }
 236 EXPORT_SYMBOL(remove_from_swap);
 237 #endif
 238
 239 /*
 240  * At what user virtual address is page expected in vma?
 241  */
 242 static inline unsigned long
 243 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 244 {
 245         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 246         unsigned long address;
 247
 248         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
 249         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
 250                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
 251                 BUG_ON(!PageAnon(page));
 252                 return -EFAULT;
 253         }
 254         return address;
 255 }
 256
 257 /*
 258  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
 259  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
 260  */
 261 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 262 {
 263         if (PageAnon(page)) {
 264                 if ((void *)vma->anon_vma !=
 265                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
 266                         return -EFAULT;
 267         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 268                 if (!vma->vm_file ||
 269                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
 270                         return -EFAULT;
 271         } else
 272                 return -EFAULT;
 273         return vma_address(page, vma);
 274 }
 275
 276 /*
 277  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
 278  *
 279  * On success returns with pte mapped and locked.
 280  */
 281 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
 282                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
 283 {
 284         pgd_t *pgd;
 285         pud_t *pud;
 286         pmd_t *pmd;
 287         pte_t *pte;
 288         spinlock_t *ptl;
 289
 290         pgd = pgd_offset(mm, address);
 291         if (!pgd_present(*pgd))
 292                 return NULL;
 293
 294         pud = pud_offset(pgd, address);
 295         if (!pud_present(*pud))
 296                 return NULL;
 297
 298         pmd = pmd_offset(pud, address);
 299         if (!pmd_present(*pmd))
 300                 return NULL;
 301
 302         pte = pte_offset_map(pmd, address);
 303         /* Make a quick check before getting the lock */
 304         if (!pte_present(*pte)) {
 305                 pte_unmap(pte);
 306                 return NULL;
 307         }
 308
 309         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 310         spin_lock(ptl);
 311         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
 312                 *ptlp = ptl;
 313                 return pte;
 314         }
 315         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 316         return NULL;
 317 }
 318
 319 /*
 320  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
 321  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
 322  */
 323 static int page_referenced_one(struct page *page,
 324         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
 325 {
 326         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 327         unsigned long address;
 328         pte_t *pte;
 329         spinlock_t *ptl;
 330         int referenced = 0;
 331
 332         address = vma_address(page, vma);
 333         if (address == -EFAULT)
 334                 goto out;
 335
 336         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 337         if (!pte)
 338                 goto out;
 339
 340         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 341                 referenced++;
 342
 343         /* Pretend the page is referenced if the task has the
 344            swap token and is in the middle of a page fault. */
 345         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
 346                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
 347                 referenced++;
 348
 349         (*mapcount)--;
 350         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 351 out:
 352         return referenced;
 353 }
 354
 355 static int page_referenced_anon(struct page *page)
 356 {
 357         unsigned int mapcount;
 358         struct anon_vma *anon_vma;
 359         struct vm_area_struct *vma;
 360         int referenced = 0;
 361
 362         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 363         if (!anon_vma)
 364                 return referenced;
 365
 366         mapcount = page_mapcount(page);
 367         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 368                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 369                 if (!mapcount)
 370                         break;
 371         }
 372         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 373         return referenced;
 374 }
 375
 376 /**
 377  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
 378  * @page: the page we're checking references on.
 379  *
 380  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
 381  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
 382  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
 383  * of references it found.
 384  *
 385  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
 386  */
 387 static int page_referenced_file(struct page *page)
 388 {
 389         unsigned int mapcount;
 390         struct address_space *mapping = page->mapping;
 391         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 392         struct vm_area_struct *vma;
 393         struct prio_tree_iter iter;
 394         int referenced = 0;
 395
 396         /*
 397          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
 398          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
 399          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
 400          */
 401         BUG_ON(PageAnon(page));
 402
 403         /*
 404          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
 405          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
 406          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
 407          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
 408          */
 409         BUG_ON(!PageLocked(page));
 410
 411         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 412
 413         /*
 414          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
 415          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
 416          */
 417         mapcount = page_mapcount(page);
 418
 419         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 420                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
 421                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
 422                         referenced++;
 423                         break;
 424                 }
 425                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 426                 if (!mapcount)
 427                         break;
 428         }
 429
 430         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 431         return referenced;
 432 }
 433
 434 /**
 435  * page_referenced - test if the page was referenced
 436  * @page: the page to test
 437  * @is_locked: caller holds lock on the page
 438  *
 439  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
 440  * returns the number of ptes which referenced the page.
 441  */
 442 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
 443 {
 444         int referenced = 0;
 445
 446         if (page_test_and_clear_young(page))
 447                 referenced++;
 448
 449         if (TestClearPageReferenced(page))
 450                 referenced++;
 451
 452         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
 453                 if (PageAnon(page))
 454                         referenced += page_referenced_anon(page);
 455                 else if (is_locked)
 456                         referenced += page_referenced_file(page);
 457                 else if (TestSetPageLocked(page))
 458                         referenced++;
 459                 else {
 460                         if (page->mapping)
 461                                 referenced += page_referenced_file(page);
 462                         unlock_page(page);
 463                 }
 464         }
 465         return referenced;
 466 }
 467
 468 /**
 469  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
 470  * @page:       the page to add the mapping to
 471  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 472  * @address:    the user virtual address mapped
 473  */
 474 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
 475         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 476 {
 477         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 478
 479         BUG_ON(!anon_vma);
 480         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
 481         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
 482
 483         page->index = linear_page_index(vma, address);
 484
 485         /*
 486          * nr_mapped state can be updated without turning off
 487          * interrupts because it is not modified via interrupt.
 488          */
 489         __inc_page_state(nr_mapped);
 490 }
 491
 492 /**
 493  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
 494  * @page:       the page to add the mapping to
 495  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 496  * @address:    the user virtual address mapped
 497  *
 498  * The caller needs to hold the pte lock.
 499  */
 500 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
 501         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 502 {
 503         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 504                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 505         /* else checking page index and mapping is racy */
 506 }
 507
 508 /*
 509  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
 510  * @page:       the page to add the mapping to
 511  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 512  * @address:    the user virtual address mapped
 513  *
 514  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
 515  * This means the inc-and-test can be bypassed.
 516  */
 517 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
 518         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 519 {
 520         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
 521         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 522 }
 523
 524 /**
 525  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
 526  * @page: the page to add the mapping to
 527  *
 528  * The caller needs to hold the pte lock.
 529  */
 530 void page_add_file_rmap(struct page *page)
 531 {
 532         BUG_ON(PageAnon(page));
 533         BUG_ON(!pfn_valid(page_to_pfn(page)));
 534
 535         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 536                 __inc_page_state(nr_mapped);
 537 }
 538
 539 /**
 540  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
 541  * @page: page to remove mapping from
 542  *
 543  * The caller needs to hold the pte lock.
 544  */
 545 void page_remove_rmap(struct page *page)
 546 {
 547         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
 548                 if (page_mapcount(page) < 0) {
 549                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
 550                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
 551                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
 552                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
 553                 }
 554
 555                 BUG_ON(page_mapcount(page) < 0);
 556                 /*
 557                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
 558                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
 559                  * which increments mapcount after us but sets mapping
 560                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
 561                  * and remember that it's only reliable while mapped.
 562                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
 563                  * faster for those pages still in swapcache.
 564                  */
 565                 if (page_test_and_clear_dirty(page))
 566                         set_page_dirty(page);
 567                 __dec_page_state(nr_mapped);
 568         }
 569 }
 570
 571 /*
 572  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
 573  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
 574  */
 575 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
 576                                 int ignore_refs)
 577 {
 578         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 579         unsigned long address;
 580         pte_t *pte;
 581         pte_t pteval;
 582         spinlock_t *ptl;
 583         int ret = SWAP_AGAIN;
 584
 585         address = vma_address(page, vma);
 586         if (address == -EFAULT)
 587                 goto out;
 588
 589         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 590         if (!pte)
 591                 goto out;
 592
 593         /*
 594          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
 595          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
 596          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
 597          */
 598         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
 599                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)
 600                                 && !ignore_refs)) {
 601                 ret = SWAP_FAIL;
 602                 goto out_unmap;
 603         }
 604
 605         /* Nuke the page table entry. */
 606         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
 607         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 608
 609         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 610         if (pte_dirty(pteval))
 611                 set_page_dirty(page);
 612
 613         /* Update high watermark before we lower rss */
 614         update_hiwater_rss(mm);
 615
 616         if (PageAnon(page)) {
 617                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
 618                 /*
 619                  * Store the swap location in the pte.
 620                  * See handle_pte_fault() ...
 621                  */
 622                 BUG_ON(!PageSwapCache(page));
 623                 swap_duplicate(entry);
 624                 if (list_empty(&mm->mmlist)) {
 625                         spin_lock(&mmlist_lock);
 626                         if (list_empty(&mm->mmlist))
 627                                 list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
 628                         spin_unlock(&mmlist_lock);
 629                 }
 630                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 631                 BUG_ON(pte_file(*pte));
 632                 dec_mm_counter(mm, anon_rss);
 633         } else
 634                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 635
 636         page_remove_rmap(page);
 637         page_cache_release(page);
 638
 639 out_unmap:
 640         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 641 out:
 642         return ret;
 643 }
 644
 645 /*
 646  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
 647  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
 648  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
 649  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
 650  *
 651  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
 652  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
 653  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
 654  * around the vma's virtual address space.
 655  *
 656  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
 657  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
 658  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
 659  *
 660  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
 661  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
 662  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
 663  */
 664 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
 665 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
 666
 667 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
 668         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
 669 {
 670         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 671         pgd_t *pgd;
 672         pud_t *pud;
 673         pmd_t *pmd;
 674         pte_t *pte;
 675         pte_t pteval;
 676         spinlock_t *ptl;
 677         struct page *page;
 678         unsigned long address;
 679         unsigned long end;
 680
 681         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
 682         end = address + CLUSTER_SIZE;
 683         if (address < vma->vm_start)
 684                 address = vma->vm_start;
 685         if (end > vma->vm_end)
 686                 end = vma->vm_end;
 687
 688         pgd = pgd_offset(mm, address);
 689         if (!pgd_present(*pgd))
 690                 return;
 691
 692         pud = pud_offset(pgd, address);
 693         if (!pud_present(*pud))
 694                 return;
 695
 696         pmd = pmd_offset(pud, address);
 697         if (!pmd_present(*pmd))
 698                 return;
 699
 700         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 701
 702         /* Update high watermark before we lower rss */
 703         update_hiwater_rss(mm);
 704
 705         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
 706                 if (!pte_present(*pte))
 707                         continue;
 708                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
 709                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
 710
 711                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 712                         continue;
 713
 714                 /* Nuke the page table entry. */
 715                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 716                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 717
 718                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
 719                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
 720                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
 721
 722                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 723                 if (pte_dirty(pteval))
 724                         set_page_dirty(page);
 725
 726                 page_remove_rmap(page);
 727                 page_cache_release(page);
 728                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 729                 (*mapcount)--;
 730         }
 731         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 732 }
 733
 734 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int ignore_refs)
 735 {
 736         struct anon_vma *anon_vma;
 737         struct vm_area_struct *vma;
 738         int ret = SWAP_AGAIN;
 739
 740         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 741         if (!anon_vma)
 742                 return ret;
 743
 744         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 745                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, ignore_refs);
 746                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 747                         break;
 748         }
 749         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 750         return ret;
 751 }
 752
 753 /**
 754  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
 755  * @page: the page to unmap
 756  *
 757  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
 758  * contained in the address_space struct it points to.
 759  *
 760  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
 761  */
 762 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int ignore_refs)
 763 {
 764         struct address_space *mapping = page->mapping;
 765         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 766         struct vm_area_struct *vma;
 767         struct prio_tree_iter iter;
 768         int ret = SWAP_AGAIN;
 769         unsigned long cursor;
 770         unsigned long max_nl_cursor = 0;
 771         unsigned long max_nl_size = 0;
 772         unsigned int mapcount;
 773
 774         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 775         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 776                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, ignore_refs);
 777                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 778                         goto out;
 779         }
 780
 781         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
 782                 goto out;
 783
 784         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 785                                                 shared.vm_set.list) {
 786                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 787                         continue;
 788                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 789                 if (cursor > max_nl_cursor)
 790                         max_nl_cursor = cursor;
 791                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
 792                 if (cursor > max_nl_size)
 793                         max_nl_size = cursor;
 794         }
 795
 796         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
 797                 ret = SWAP_FAIL;
 798                 goto out;
 799         }
 800
 801         /*
 802          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
 803          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
 804          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
 805          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
 806          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
 807          */
 808         mapcount = page_mapcount(page);
 809         if (!mapcount)
 810                 goto out;
 811         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 812
 813         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
 814         if (max_nl_cursor == 0)
 815                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
 816
 817         do {
 818                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 819                                                 shared.vm_set.list) {
 820                         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
 821                                 continue;
 822                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 823                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
 824                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
 825                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
 826                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
 827                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
 828                                 if ((int)mapcount <= 0)
 829                                         goto out;
 830                         }
 831                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
 832                 }
 833                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 834                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
 835         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
 836
 837         /*
 838          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
 839          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
 840          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
 841          */
 842         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
 843                 vma->vm_private_data = NULL;
 844 out:
 845         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 846         return ret;
 847 }
 848
 849 /**
 850  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
 851  * @page: the page to get unmapped
 852  *
 853  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
 854  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
 855  * Return values are:
 856  *
 857  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
 858  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
 859  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
 860  */
 861 int try_to_unmap(struct page *page, int ignore_refs)
 862 {
 863         int ret;
 864
 865         BUG_ON(!PageLocked(page));
 866
 867         if (PageAnon(page))
 868                 ret = try_to_unmap_anon(page, ignore_refs);
 869         else
 870                 ret = try_to_unmap_file(page, ignore_refs);
 871
 872         if (!page_mapped(page))
 873                 ret = SWAP_SUCCESS;
 874         return ret;
 875 }
 876