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