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