mm/rmap.c

   1 /*
   2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
   3  *
   4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
   5  * Released under the General Public License (GPL).
   6  *
   7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
   8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
   9  *
  10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
  11  * the anon methods track anonymous pages, and
  12  * the file methods track pages belonging to an inode.
  13  *
  14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
  15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
  16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
  17  * Contributions by Hugh Dickins <hugh@veritas.com> 2003, 2004
  18  */
  19
  20 /*
  21  * Lock ordering in mm:
  22  *
  23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
  24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
  25  *   mm->mmap_sem
  26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
  27  *       mapping->i_mmap_lock
  28  *         anon_vma->lock
  29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
  30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
  31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
  32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
  33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
  34  *               inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
  35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
  36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
  37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
  38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
  39  */
  40
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/pagemap.h>
  43 #include <linux/swap.h>
  44 #include <linux/swapops.h>
  45 #include <linux/slab.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/rmap.h>
  48 #include <linux/rcupdate.h>
  49 #include <linux/module.h>
  50 #include <linux/kallsyms.h>
  51
  52 #include <asm/tlbflush.h>
  53
  54 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
  55
  56 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
  57 {
  58 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
  59         struct anon_vma *anon_vma = find_vma->anon_vma;
  60         struct vm_area_struct *vma;
  61         unsigned int mapcount = 0;
  62         int found = 0;
  63
  64         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
  65                 mapcount++;
  66                 BUG_ON(mapcount > 100000);
  67                 if (vma == find_vma)
  68                         found = 1;
  69         }
  70         BUG_ON(!found);
  71 #endif
  72 }
  73
  74 /* This must be called under the mmap_sem. */
  75 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
  76 {
  77         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
  78
  79         might_sleep();
  80         if (unlikely(!anon_vma)) {
  81                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  82                 struct anon_vma *allocated, *locked;
  83
  84                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
  85                 if (anon_vma) {
  86                         allocated = NULL;
  87                         locked = anon_vma;
  88                         spin_lock(&locked->lock);
  89                 } else {
  90                         anon_vma = anon_vma_alloc();
  91                         if (unlikely(!anon_vma))
  92                                 return -ENOMEM;
  93                         allocated = anon_vma;
  94                         locked = NULL;
  95                 }
  96
  97                 /* page_table_lock to protect against threads */
  98                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
  99                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
 100                         vma->anon_vma = anon_vma;
 101                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 102                         allocated = NULL;
 103                 }
 104                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 105
 106                 if (locked)
 107                         spin_unlock(&locked->lock);
 108                 if (unlikely(allocated))
 109                         anon_vma_free(allocated);
 110         }
 111         return 0;
 112 }
 113
 114 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
 115 {
 116         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
 117         list_del(&next->anon_vma_node);
 118 }
 119
 120 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 121 {
 122         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 123
 124         if (anon_vma) {
 125                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 126                 validate_anon_vma(vma);
 127         }
 128 }
 129
 130 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 131 {
 132         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 133
 134         if (anon_vma) {
 135                 spin_lock(&anon_vma->lock);
 136                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 137                 validate_anon_vma(vma);
 138                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
 139         }
 140 }
 141
 142 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
 143 {
 144         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 145         int empty;
 146
 147         if (!anon_vma)
 148                 return;
 149
 150         spin_lock(&anon_vma->lock);
 151         validate_anon_vma(vma);
 152         list_del(&vma->anon_vma_node);
 153
 154         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
 155         empty = list_empty(&anon_vma->head);
 156         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 157
 158         if (empty)
 159                 anon_vma_free(anon_vma);
 160 }
 161
 162 static void anon_vma_ctor(void *data, struct kmem_cache *cachep,
 163                           unsigned long flags)
 164 {
 165         if (flags & SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
 166                 struct anon_vma *anon_vma = data;
 167
 168                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
 169                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
 170         }
 171 }
 172
 173 void __init anon_vma_init(void)
 174 {
 175         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
 176                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
 181  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
 182  */
 183 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
 184 {
 185         struct anon_vma *anon_vma;
 186         unsigned long anon_mapping;
 187
 188         rcu_read_lock();
 189         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
 190         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
 191                 goto out;
 192         if (!page_mapped(page))
 193                 goto out;
 194
 195         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 196         spin_lock(&anon_vma->lock);
 197         return anon_vma;
 198 out:
 199         rcu_read_unlock();
 200         return NULL;
 201 }
 202
 203 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
 204 {
 205         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 206         rcu_read_unlock();
 207 }
 208
 209 /*
 210  * At what user virtual address is page expected in vma?
 211  */
 212 static inline unsigned long
 213 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 214 {
 215         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 216         unsigned long address;
 217
 218         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
 219         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
 220                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
 221                 BUG_ON(!PageAnon(page));
 222                 return -EFAULT;
 223         }
 224         return address;
 225 }
 226
 227 /*
 228  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
 229  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
 230  */
 231 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 232 {
 233         if (PageAnon(page)) {
 234                 if ((void *)vma->anon_vma !=
 235                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
 236                         return -EFAULT;
 237         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 238                 if (!vma->vm_file ||
 239                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
 240                         return -EFAULT;
 241         } else
 242                 return -EFAULT;
 243         return vma_address(page, vma);
 244 }
 245
 246 /*
 247  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
 248  *
 249  * On success returns with pte mapped and locked.
 250  */
 251 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
 252                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
 253 {
 254         pgd_t *pgd;
 255         pud_t *pud;
 256         pmd_t *pmd;
 257         pte_t *pte;
 258         spinlock_t *ptl;
 259
 260         pgd = pgd_offset(mm, address);
 261         if (!pgd_present(*pgd))
 262                 return NULL;
 263
 264         pud = pud_offset(pgd, address);
 265         if (!pud_present(*pud))
 266                 return NULL;
 267
 268         pmd = pmd_offset(pud, address);
 269         if (!pmd_present(*pmd))
 270                 return NULL;
 271
 272         pte = pte_offset_map(pmd, address);
 273         /* Make a quick check before getting the lock */
 274         if (!pte_present(*pte)) {
 275                 pte_unmap(pte);
 276                 return NULL;
 277         }
 278
 279         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 280         spin_lock(ptl);
 281         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
 282                 *ptlp = ptl;
 283                 return pte;
 284         }
 285         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 286         return NULL;
 287 }
 288
 289 /*
 290  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
 291  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
 292  */
 293 static int page_referenced_one(struct page *page,
 294         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
 295 {
 296         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 297         unsigned long address;
 298         pte_t *pte;
 299         spinlock_t *ptl;
 300         int referenced = 0;
 301
 302         address = vma_address(page, vma);
 303         if (address == -EFAULT)
 304                 goto out;
 305
 306         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 307         if (!pte)
 308                 goto out;
 309
 310         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 311                 referenced++;
 312
 313         /* Pretend the page is referenced if the task has the
 314            swap token and is in the middle of a page fault. */
 315         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
 316                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
 317                 referenced++;
 318
 319         (*mapcount)--;
 320         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 321 out:
 322         return referenced;
 323 }
 324
 325 static int page_referenced_anon(struct page *page)
 326 {
 327         unsigned int mapcount;
 328         struct anon_vma *anon_vma;
 329         struct vm_area_struct *vma;
 330         int referenced = 0;
 331
 332         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 333         if (!anon_vma)
 334                 return referenced;
 335
 336         mapcount = page_mapcount(page);
 337         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 338                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 339                 if (!mapcount)
 340                         break;
 341         }
 342
 343         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
 344         return referenced;
 345 }
 346
 347 /**
 348  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
 349  * @page: the page we're checking references on.
 350  *
 351  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
 352  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
 353  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
 354  * of references it found.
 355  *
 356  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
 357  */
 358 static int page_referenced_file(struct page *page)
 359 {
 360         unsigned int mapcount;
 361         struct address_space *mapping = page->mapping;
 362         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 363         struct vm_area_struct *vma;
 364         struct prio_tree_iter iter;
 365         int referenced = 0;
 366
 367         /*
 368          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
 369          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
 370          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
 371          */
 372         BUG_ON(PageAnon(page));
 373
 374         /*
 375          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
 376          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
 377          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
 378          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
 379          */
 380         BUG_ON(!PageLocked(page));
 381
 382         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 383
 384         /*
 385          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
 386          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
 387          */
 388         mapcount = page_mapcount(page);
 389
 390         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 391                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
 392                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
 393                         referenced++;
 394                         break;
 395                 }
 396                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 397                 if (!mapcount)
 398                         break;
 399         }
 400
 401         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 402         return referenced;
 403 }
 404
 405 /**
 406  * page_referenced - test if the page was referenced
 407  * @page: the page to test
 408  * @is_locked: caller holds lock on the page
 409  *
 410  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
 411  * returns the number of ptes which referenced the page.
 412  */
 413 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
 414 {
 415         int referenced = 0;
 416
 417         if (page_test_and_clear_young(page))
 418                 referenced++;
 419
 420         if (TestClearPageReferenced(page))
 421                 referenced++;
 422
 423         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
 424                 if (PageAnon(page))
 425                         referenced += page_referenced_anon(page);
 426                 else if (is_locked)
 427                         referenced += page_referenced_file(page);
 428                 else if (TestSetPageLocked(page))
 429                         referenced++;
 430                 else {
 431                         if (page->mapping)
 432                                 referenced += page_referenced_file(page);
 433                         unlock_page(page);
 434                 }
 435         }
 436         return referenced;
 437 }
 438
 439 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 440 {
 441         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 442         unsigned long address;
 443         pte_t *pte;
 444         spinlock_t *ptl;
 445         int ret = 0;
 446
 447         address = vma_address(page, vma);
 448         if (address == -EFAULT)
 449                 goto out;
 450
 451         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 452         if (!pte)
 453                 goto out;
 454
 455         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
 456                 pte_t entry;
 457
 458                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 459                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 460                 entry = pte_wrprotect(entry);
 461                 entry = pte_mkclean(entry);
 462                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
 463                 lazy_mmu_prot_update(entry);
 464                 ret = 1;
 465         }
 466
 467         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 468 out:
 469         return ret;
 470 }
 471
 472 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
 473 {
 474         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 475         struct vm_area_struct *vma;
 476         struct prio_tree_iter iter;
 477         int ret = 0;
 478
 479         BUG_ON(PageAnon(page));
 480
 481         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 482         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 483                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
 484                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
 485         }
 486         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 487         return ret;
 488 }
 489
 490 int page_mkclean(struct page *page)
 491 {
 492         int ret = 0;
 493
 494         BUG_ON(!PageLocked(page));
 495
 496         if (page_mapped(page)) {
 497                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
 498                 if (mapping)
 499                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
 500                 if (page_test_dirty(page)) {
 501                         page_clear_dirty(page);
 502                         ret = 1;
 503                 }
 504         }
 505
 506         return ret;
 507 }
 508
 509 /**
 510  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
 511  * @page:       the page to add the mapping to
 512  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 513  * @address:    the user virtual address mapped
 514  */
 515 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
 516         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 517 {
 518         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 519
 520         BUG_ON(!anon_vma);
 521         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
 522         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
 523
 524         page->index = linear_page_index(vma, address);
 525
 526         /*
 527          * nr_mapped state can be updated without turning off
 528          * interrupts because it is not modified via interrupt.
 529          */
 530         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
 531 }
 532
 533 /**
 534  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
 535  * @page:       the page to add the mapping to
 536  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 537  * @address:    the user virtual address mapped
 538  *
 539  * The caller needs to hold the pte lock.
 540  */
 541 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
 542         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 543 {
 544         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 545                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 546         /* else checking page index and mapping is racy */
 547 }
 548
 549 /*
 550  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
 551  * @page:       the page to add the mapping to
 552  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 553  * @address:    the user virtual address mapped
 554  *
 555  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
 556  * This means the inc-and-test can be bypassed.
 557  */
 558 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
 559         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 560 {
 561         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
 562         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 563 }
 564
 565 /**
 566  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
 567  * @page: the page to add the mapping to
 568  *
 569  * The caller needs to hold the pte lock.
 570  */
 571 void page_add_file_rmap(struct page *page)
 572 {
 573         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 574                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
 575 }
 576
 577 /**
 578  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
 579  * @page: page to remove mapping from
 580  *
 581  * The caller needs to hold the pte lock.
 582  */
 583 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 584 {
 585         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
 586                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
 587                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
 588                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
 589                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
 590                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
 591                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
 592                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
 593                         if (vma->vm_ops)
 594                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
 595                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
 596                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
 597                         BUG();
 598                 }
 599
 600                 /*
 601                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
 602                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
 603                  * which increments mapcount after us but sets mapping
 604                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
 605                  * and remember that it's only reliable while mapped.
 606                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
 607                  * faster for those pages still in swapcache.
 608                  */
 609                 if (page_test_dirty(page)) {
 610                         page_clear_dirty(page);
 611                         set_page_dirty(page);
 612                 }
 613                 __dec_zone_page_state(page,
 614                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
 615         }
 616 }
 617
 618 /*
 619  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
 620  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
 621  */
 622 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
 623                                 int migration)
 624 {
 625         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 626         unsigned long address;
 627         pte_t *pte;
 628         pte_t pteval;
 629         spinlock_t *ptl;
 630         int ret = SWAP_AGAIN;
 631
 632         address = vma_address(page, vma);
 633         if (address == -EFAULT)
 634                 goto out;
 635
 636         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 637         if (!pte)
 638                 goto out;
 639
 640         /*
 641          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
 642          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
 643          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
 644          */
 645         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
 646                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
 647                 ret = SWAP_FAIL;
 648                 goto out_unmap;
 649         }
 650
 651         /* Nuke the page table entry. */
 652         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
 653         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 654
 655         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 656         if (pte_dirty(pteval))
 657                 set_page_dirty(page);
 658
 659         /* Update high watermark before we lower rss */
 660         update_hiwater_rss(mm);
 661
 662         if (PageAnon(page)) {
 663                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
 664
 665                 if (PageSwapCache(page)) {
 666                         /*
 667                          * Store the swap location in the pte.
 668                          * See handle_pte_fault() ...
 669                          */
 670                         swap_duplicate(entry);
 671                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
 672                                 spin_lock(&mmlist_lock);
 673                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
 674                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
 675                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
 676                         }
 677                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
 678 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 679                 } else {
 680                         /*
 681                          * Store the pfn of the page in a special migration
 682                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
 683                          * pte is removed and then restart fault handling.
 684                          */
 685                         BUG_ON(!migration);
 686                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 687 #endif
 688                 }
 689                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 690                 BUG_ON(pte_file(*pte));
 691         } else
 692 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 693         if (migration) {
 694                 /* Establish migration entry for a file page */
 695                 swp_entry_t entry;
 696                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 697                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 698         } else
 699 #endif
 700                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 701
 702
 703         page_remove_rmap(page, vma);
 704         page_cache_release(page);
 705
 706 out_unmap:
 707         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 708 out:
 709         return ret;
 710 }
 711
 712 /*
 713  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
 714  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
 715  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
 716  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
 717  *
 718  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
 719  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
 720  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
 721  * around the vma's virtual address space.
 722  *
 723  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
 724  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
 725  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
 726  *
 727  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
 728  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
 729  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
 730  */
 731 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
 732 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
 733
 734 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
 735         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
 736 {
 737         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 738         pgd_t *pgd;
 739         pud_t *pud;
 740         pmd_t *pmd;
 741         pte_t *pte;
 742         pte_t pteval;
 743         spinlock_t *ptl;
 744         struct page *page;
 745         unsigned long address;
 746         unsigned long end;
 747
 748         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
 749         end = address + CLUSTER_SIZE;
 750         if (address < vma->vm_start)
 751                 address = vma->vm_start;
 752         if (end > vma->vm_end)
 753                 end = vma->vm_end;
 754
 755         pgd = pgd_offset(mm, address);
 756         if (!pgd_present(*pgd))
 757                 return;
 758
 759         pud = pud_offset(pgd, address);
 760         if (!pud_present(*pud))
 761                 return;
 762
 763         pmd = pmd_offset(pud, address);
 764         if (!pmd_present(*pmd))
 765                 return;
 766
 767         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 768
 769         /* Update high watermark before we lower rss */
 770         update_hiwater_rss(mm);
 771
 772         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
 773                 if (!pte_present(*pte))
 774                         continue;
 775                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
 776                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
 777
 778                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 779                         continue;
 780
 781                 /* Nuke the page table entry. */
 782                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 783                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 784
 785                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
 786                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
 787                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
 788
 789                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 790                 if (pte_dirty(pteval))
 791                         set_page_dirty(page);
 792
 793                 page_remove_rmap(page, vma);
 794                 page_cache_release(page);
 795                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 796                 (*mapcount)--;
 797         }
 798         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 799 }
 800
 801 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
 802 {
 803         struct anon_vma *anon_vma;
 804         struct vm_area_struct *vma;
 805         int ret = SWAP_AGAIN;
 806
 807         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 808         if (!anon_vma)
 809                 return ret;
 810
 811         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 812                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 813                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 814                         break;
 815         }
 816
 817         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
 818         return ret;
 819 }
 820
 821 /**
 822  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
 823  * @page: the page to unmap
 824  *
 825  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
 826  * contained in the address_space struct it points to.
 827  *
 828  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
 829  */
 830 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
 831 {
 832         struct address_space *mapping = page->mapping;
 833         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 834         struct vm_area_struct *vma;
 835         struct prio_tree_iter iter;
 836         int ret = SWAP_AGAIN;
 837         unsigned long cursor;
 838         unsigned long max_nl_cursor = 0;
 839         unsigned long max_nl_size = 0;
 840         unsigned int mapcount;
 841
 842         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 843         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 844                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 845                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 846                         goto out;
 847         }
 848
 849         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
 850                 goto out;
 851
 852         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 853                                                 shared.vm_set.list) {
 854                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 855                         continue;
 856                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 857                 if (cursor > max_nl_cursor)
 858                         max_nl_cursor = cursor;
 859                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
 860                 if (cursor > max_nl_size)
 861                         max_nl_size = cursor;
 862         }
 863
 864         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
 865                 ret = SWAP_FAIL;
 866                 goto out;
 867         }
 868
 869         /*
 870          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
 871          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
 872          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
 873          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
 874          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
 875          */
 876         mapcount = page_mapcount(page);
 877         if (!mapcount)
 878                 goto out;
 879         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 880
 881         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
 882         if (max_nl_cursor == 0)
 883                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
 884
 885         do {
 886                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 887                                                 shared.vm_set.list) {
 888                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 889                                 continue;
 890                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 891                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
 892                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
 893                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
 894                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
 895                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
 896                                 if ((int)mapcount <= 0)
 897                                         goto out;
 898                         }
 899                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
 900                 }
 901                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 902                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
 903         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
 904
 905         /*
 906          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
 907          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
 908          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
 909          */
 910         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
 911                 vma->vm_private_data = NULL;
 912 out:
 913         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 914         return ret;
 915 }
 916
 917 /**
 918  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
 919  * @page: the page to get unmapped
 920  *
 921  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
 922  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
 923  * Return values are:
 924  *
 925  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
 926  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
 927  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
 928  */
 929 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
 930 {
 931         int ret;
 932
 933         BUG_ON(!PageLocked(page));
 934
 935         if (PageAnon(page))
 936                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
 937         else
 938                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
 939
 940         if (!page_mapped(page))
 941                 ret = SWAP_SUCCESS;
 942         return ret;
 943 }
 944