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