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_sem (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_sem; in sys_msync, i_sem nests within
  28  * down_read of mmap_sem; i_sem and down_write of mmap_sem are never
  29  * taken together; in truncation, i_sem 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
  36  *           zone->lru_lock (in mark_page_accessed)
  37  *           swap_list_lock (in swap_free etc's swap_info_get)
  38  *             mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
  39  *             swap_device_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
  40  *             mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
  41  *             inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
  42  *               sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
  43  *               mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
  44  *                         in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
  45  *                         within inode_lock in __sync_single_inode)
  46  */
  47
  48 #include <linux/mm.h>
  49 #include <linux/pagemap.h>
  50 #include <linux/swap.h>
  51 #include <linux/swapops.h>
  52 #include <linux/slab.h>
  53 #include <linux/init.h>
  54 #include <linux/rmap.h>
  55 #include <linux/rcupdate.h>
  56 #include <linux/vs_memory.h>
  57
  58 #include <asm/tlbflush.h>
  59
  60 //#define RMAP_DEBUG /* can be enabled only for debugging */
  61
  62 kmem_cache_t *anon_vma_cachep;
  63
  64 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
  65 {
  66 #ifdef RMAP_DEBUG
  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(&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(&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(&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, kmem_cache_t *cachep, unsigned long flags)
 171 {
 172         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
 173                                                 SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
 174                 struct anon_vma *anon_vma = data;
 175
 176                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
 177                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
 178         }
 179 }
 180
 181 void __init anon_vma_init(void)
 182 {
 183         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
 184                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
 185 }
 186
 187 /*
 188  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
 189  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
 190  */
 191 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
 192 {
 193         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
 194         unsigned long anon_mapping;
 195
 196         rcu_read_lock();
 197         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
 198         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
 199                 goto out;
 200         if (!page_mapped(page))
 201                 goto out;
 202
 203         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 204         spin_lock(&anon_vma->lock);
 205 out:
 206         rcu_read_unlock();
 207         return anon_vma;
 208 }
 209
 210 /*
 211  * At what user virtual address is page expected in vma?
 212  */
 213 static inline unsigned long
 214 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 215 {
 216         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 217         unsigned long address;
 218
 219         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
 220         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
 221                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
 222                 BUG_ON(!PageAnon(page));
 223                 return -EFAULT;
 224         }
 225         return address;
 226 }
 227
 228 /*
 229  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
 230  * page matches the vma: currently only used by unuse_process, on anon pages.
 231  */
 232 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 233 {
 234         if (PageAnon(page)) {
 235                 if ((void *)vma->anon_vma !=
 236                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
 237                         return -EFAULT;
 238         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 239                 if (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 mapped pte and locked mm->page_table_lock.
 250  */
 251 static pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
 252                                         unsigned long address)
 253 {
 254         pgd_t *pgd;
 255         pud_t *pud;
 256         pmd_t *pmd;
 257         pte_t *pte;
 258
 259         /*
 260          * We need the page_table_lock to protect us from page faults,
 261          * munmap, fork, etc...
 262          */
 263         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 264         pgd = pgd_offset(mm, address);
 265         if (likely(pgd_present(*pgd))) {
 266                 pud = pud_offset(pgd, address);
 267                 if (likely(pud_present(*pud))) {
 268                         pmd = pmd_offset(pud, address);
 269                         if (likely(pmd_present(*pmd))) {
 270                                 pte = pte_offset_map(pmd, address);
 271                                 if (likely(pte_present(*pte) &&
 272                                            page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)))
 273                                         return pte;
 274                                 pte_unmap(pte);
 275                         }
 276                 }
 277         }
 278         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 279         return ERR_PTR(-ENOENT);
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
 284  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
 285  */
 286 static int page_referenced_one(struct page *page,
 287         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount, int ignore_token)
 288 {
 289         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 290         unsigned long address;
 291         pte_t *pte;
 292         int referenced = 0;
 293
 294         if (!get_mm_counter(mm, rss))
 295                 goto out;
 296         address = vma_address(page, vma);
 297         if (address == -EFAULT)
 298                 goto out;
 299
 300         pte = page_check_address(page, mm, address);
 301         if (!IS_ERR(pte)) {
 302                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 303                         referenced++;
 304
 305                 if (mm != current->mm && !ignore_token && has_swap_token(mm))
 306                         referenced++;
 307
 308                 (*mapcount)--;
 309                 pte_unmap(pte);
 310                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 311         }
 312 out:
 313         return referenced;
 314 }
 315
 316 static int page_referenced_anon(struct page *page, int ignore_token)
 317 {
 318         unsigned int mapcount;
 319         struct anon_vma *anon_vma;
 320         struct vm_area_struct *vma;
 321         int referenced = 0;
 322
 323         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 324         if (!anon_vma)
 325                 return referenced;
 326
 327         mapcount = page_mapcount(page);
 328         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 329                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount,
 330                                                         ignore_token);
 331                 if (!mapcount)
 332                         break;
 333         }
 334         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 335         return referenced;
 336 }
 337
 338 /**
 339  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
 340  * @page: the page we're checking references on.
 341  *
 342  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
 343  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
 344  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
 345  * of references it found.
 346  *
 347  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
 348  */
 349 static int page_referenced_file(struct page *page, int ignore_token)
 350 {
 351         unsigned int mapcount;
 352         struct address_space *mapping = page->mapping;
 353         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 354         struct vm_area_struct *vma;
 355         struct prio_tree_iter iter;
 356         int referenced = 0;
 357
 358         /*
 359          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
 360          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
 361          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
 362          */
 363         BUG_ON(PageAnon(page));
 364
 365         /*
 366          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
 367          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
 368          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
 369          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
 370          */
 371         BUG_ON(!PageLocked(page));
 372
 373         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 374
 375         /*
 376          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
 377          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
 378          */
 379         mapcount = page_mapcount(page);
 380
 381         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 382                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
 383                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
 384                         referenced++;
 385                         break;
 386                 }
 387                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount,
 388                                                         ignore_token);
 389                 if (!mapcount)
 390                         break;
 391         }
 392
 393         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 394         return referenced;
 395 }
 396
 397 /**
 398  * page_referenced - test if the page was referenced
 399  * @page: the page to test
 400  * @is_locked: caller holds lock on the page
 401  *
 402  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
 403  * returns the number of ptes which referenced the page.
 404  */
 405 int page_referenced(struct page *page, int is_locked, int ignore_token)
 406 {
 407         int referenced = 0;
 408
 409         if (!swap_token_default_timeout)
 410                 ignore_token = 1;
 411
 412         if (page_test_and_clear_young(page))
 413                 referenced++;
 414
 415         if (TestClearPageReferenced(page))
 416                 referenced++;
 417
 418         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
 419                 if (PageAnon(page))
 420                         referenced += page_referenced_anon(page, ignore_token);
 421                 else if (is_locked)
 422                         referenced += page_referenced_file(page, ignore_token);
 423                 else if (TestSetPageLocked(page))
 424                         referenced++;
 425                 else {
 426                         if (page->mapping)
 427                                 referenced += page_referenced_file(page,
 428                                                                 ignore_token);
 429                         unlock_page(page);
 430                 }
 431         }
 432         return referenced;
 433 }
 434
 435 /**
 436  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
 437  * @page:       the page to add the mapping to
 438  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 439  * @address:    the user virtual address mapped
 440  *
 441  * The caller needs to hold the mm->page_table_lock.
 442  */
 443 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
 444         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 445 {
 446         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 447         pgoff_t index;
 448
 449         BUG_ON(PageReserved(page));
 450         BUG_ON(!anon_vma);
 451
 452         inc_mm_counter(vma->vm_mm, anon_rss);
 453
 454         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
 455         index = (address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 456         index += vma->vm_pgoff;
 457         index >>= PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT;
 458
 459         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
 460                 page->index = index;
 461                 page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
 462                 inc_page_state(nr_mapped);
 463         }
 464         /* else checking page index and mapping is racy */
 465 }
 466
 467 /**
 468  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
 469  * @page: the page to add the mapping to
 470  *
 471  * The caller needs to hold the mm->page_table_lock.
 472  */
 473 void page_add_file_rmap(struct page *page)
 474 {
 475         BUG_ON(PageAnon(page));
 476         if (!pfn_valid(page_to_pfn(page)) || PageReserved(page))
 477                 return;
 478
 479         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 480                 inc_page_state(nr_mapped);
 481 }
 482
 483 /**
 484  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
 485  * @page: page to remove mapping from
 486  *
 487  * Caller needs to hold the mm->page_table_lock.
 488  */
 489 void page_remove_rmap(struct page *page)
 490 {
 491         BUG_ON(PageReserved(page));
 492
 493         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
 494                 BUG_ON(page_mapcount(page) < 0);
 495                 /*
 496                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
 497                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
 498                  * which increments mapcount after us but sets mapping
 499                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
 500                  * and remember that it's only reliable while mapped.
 501                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
 502                  * faster for those pages still in swapcache.
 503                  */
 504                 if (page_test_and_clear_dirty(page))
 505                         set_page_dirty(page);
 506                 dec_page_state(nr_mapped);
 507         }
 508 }
 509
 510 /*
 511  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
 512  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
 513  */
 514 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 515 {
 516         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 517         unsigned long address;
 518         pte_t *pte;
 519         pte_t pteval;
 520         int ret = SWAP_AGAIN;
 521
 522         if (!get_mm_counter(mm, rss))
 523                 goto out;
 524         address = vma_address(page, vma);
 525         if (address == -EFAULT)
 526                 goto out;
 527
 528         pte = page_check_address(page, mm, address);
 529         if (IS_ERR(pte))
 530                 goto out;
 531
 532         /*
 533          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
 534          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
 535          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
 536          */
 537         if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_RESERVED)) ||
 538                         ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)) {
 539                 ret = SWAP_FAIL;
 540                 goto out_unmap;
 541         }
 542
 543         /*
 544          * Don't pull an anonymous page out from under get_user_pages.
 545          * GUP carefully breaks COW and raises page count (while holding
 546          * page_table_lock, as we have here) to make sure that the page
 547          * cannot be freed.  If we unmap that page here, a user write
 548          * access to the virtual address will bring back the page, but
 549          * its raised count will (ironically) be taken to mean it's not
 550          * an exclusive swap page, do_wp_page will replace it by a copy
 551          * page, and the user never get to see the data GUP was holding
 552          * the original page for.
 553          *
 554          * This test is also useful for when swapoff (unuse_process) has
 555          * to drop page lock: its reference to the page stops existing
 556          * ptes from being unmapped, so swapoff can make progress.
 557          */
 558         if (PageSwapCache(page) &&
 559             page_count(page) != page_mapcount(page) + 2) {
 560                 ret = SWAP_FAIL;
 561                 goto out_unmap;
 562         }
 563
 564         /* Nuke the page table entry. */
 565         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
 566         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 567
 568         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 569         if (pte_dirty(pteval))
 570                 set_page_dirty(page);
 571
 572         if (PageAnon(page)) {
 573                 swp_entry_t entry = { .val = page->private };
 574                 /*
 575                  * Store the swap location in the pte.
 576                  * See handle_pte_fault() ...
 577                  */
 578                 BUG_ON(!PageSwapCache(page));
 579                 swap_duplicate(entry);
 580                 if (list_empty(&mm->mmlist)) {
 581                         spin_lock(&mmlist_lock);
 582                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
 583                         spin_unlock(&mmlist_lock);
 584                 }
 585                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 586                 BUG_ON(pte_file(*pte));
 587                 dec_mm_counter(mm, anon_rss);
 588         }
 589
 590         dec_mm_counter(mm, rss);
 591         page_remove_rmap(page);
 592         page_cache_release(page);
 593
 594 out_unmap:
 595         pte_unmap(pte);
 596         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 597 out:
 598         return ret;
 599 }
 600
 601 /*
 602  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
 603  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
 604  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
 605  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
 606  *
 607  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
 608  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
 609  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
 610  * around the vma's virtual address space.
 611  *
 612  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
 613  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
 614  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
 615  *
 616  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
 617  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
 618  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
 619  */
 620 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
 621 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
 622
 623 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
 624         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
 625 {
 626         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 627         pgd_t *pgd;
 628         pud_t *pud;
 629         pmd_t *pmd;
 630         pte_t *pte, *original_pte;
 631         pte_t pteval;
 632         struct page *page;
 633         unsigned long address;
 634         unsigned long end;
 635         unsigned long pfn;
 636
 637         /*
 638          * We need the page_table_lock to protect us from page faults,
 639          * munmap, fork, etc...
 640          */
 641         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 642
 643         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
 644         end = address + CLUSTER_SIZE;
 645         if (address < vma->vm_start)
 646                 address = vma->vm_start;
 647         if (end > vma->vm_end)
 648                 end = vma->vm_end;
 649
 650         pgd = pgd_offset(mm, address);
 651         if (!pgd_present(*pgd))
 652                 goto out_unlock;
 653
 654         pud = pud_offset(pgd, address);
 655         if (!pud_present(*pud))
 656                 goto out_unlock;
 657
 658         pmd = pmd_offset(pud, address);
 659         if (!pmd_present(*pmd))
 660                 goto out_unlock;
 661
 662         for (original_pte = pte = pte_offset_map(pmd, address);
 663                         address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
 664
 665                 if (!pte_present(*pte))
 666                         continue;
 667
 668                 pfn = pte_pfn(*pte);
 669                 if (!pfn_valid(pfn))
 670                         continue;
 671
 672                 page = pfn_to_page(pfn);
 673                 BUG_ON(PageAnon(page));
 674                 if (PageReserved(page))
 675                         continue;
 676
 677                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 678                         continue;
 679
 680                 /* Nuke the page table entry. */
 681                 flush_cache_page(vma, address, pfn);
 682                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 683
 684                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
 685                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
 686                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
 687
 688                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 689                 if (pte_dirty(pteval))
 690                         set_page_dirty(page);
 691
 692                 page_remove_rmap(page);
 693                 page_cache_release(page);
 694                 dec_mm_counter(mm, rss);
 695                 (*mapcount)--;
 696         }
 697
 698         pte_unmap(original_pte);
 699 out_unlock:
 700         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 701 }
 702
 703 static int try_to_unmap_anon(struct page *page)
 704 {
 705         struct anon_vma *anon_vma;
 706         struct vm_area_struct *vma;
 707         int ret = SWAP_AGAIN;
 708
 709         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 710         if (!anon_vma)
 711                 return ret;
 712
 713         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 714                 ret = try_to_unmap_one(page, vma);
 715                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 716                         break;
 717         }
 718         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 719         return ret;
 720 }
 721
 722 /**
 723  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
 724  * @page: the page to unmap
 725  *
 726  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
 727  * contained in the address_space struct it points to.
 728  *
 729  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
 730  */
 731 static int try_to_unmap_file(struct page *page)
 732 {
 733         struct address_space *mapping = page->mapping;
 734         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 735         struct vm_area_struct *vma;
 736         struct prio_tree_iter iter;
 737         int ret = SWAP_AGAIN;
 738         unsigned long cursor;
 739         unsigned long max_nl_cursor = 0;
 740         unsigned long max_nl_size = 0;
 741         unsigned int mapcount;
 742
 743         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 744         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 745                 ret = try_to_unmap_one(page, vma);
 746                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 747                         goto out;
 748         }
 749
 750         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
 751                 goto out;
 752
 753         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 754                                                 shared.vm_set.list) {
 755                 if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_RESERVED))
 756                         continue;
 757                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 758                 if (cursor > max_nl_cursor)
 759                         max_nl_cursor = cursor;
 760                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
 761                 if (cursor > max_nl_size)
 762                         max_nl_size = cursor;
 763         }
 764
 765         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
 766                 ret = SWAP_FAIL;
 767                 goto out;
 768         }
 769
 770         /*
 771          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
 772          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
 773          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
 774          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
 775          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
 776          */
 777         mapcount = page_mapcount(page);
 778         if (!mapcount)
 779                 goto out;
 780         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 781
 782         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
 783         if (max_nl_cursor == 0)
 784                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
 785
 786         do {
 787                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 788                                                 shared.vm_set.list) {
 789                         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_RESERVED))
 790                                 continue;
 791                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 792                         while (get_mm_counter(vma->vm_mm, rss) &&
 793                                 cursor < max_nl_cursor &&
 794                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
 795                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
 796                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
 797                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
 798                                 if ((int)mapcount <= 0)
 799                                         goto out;
 800                         }
 801                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
 802                 }
 803                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 804                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
 805         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
 806
 807         /*
 808          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
 809          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
 810          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
 811          */
 812         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 813                                                 shared.vm_set.list) {
 814                 if (!(vma->vm_flags & VM_RESERVED))
 815                         vma->vm_private_data = NULL;
 816         }
 817 out:
 818         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 819         return ret;
 820 }
 821
 822 /**
 823  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
 824  * @page: the page to get unmapped
 825  *
 826  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
 827  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
 828  * Return values are:
 829  *
 830  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
 831  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
 832  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
 833  */
 834 int try_to_unmap(struct page *page)
 835 {
 836         int ret;
 837
 838         BUG_ON(PageReserved(page));
 839         BUG_ON(!PageLocked(page));
 840
 841         if (PageAnon(page))
 842                 ret = try_to_unmap_anon(page);
 843         else
 844                 ret = try_to_unmap_file(page);
 845
 846         if (!page_mapped(page))
 847                 ret = SWAP_SUCCESS;
 848         return ret;
 849 }
 850