15ae24585fc49df4e977a8940f858890f4b0dcf2
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_rwsem       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   mm->mmap_lock
25  *     mapping->invalidate_lock (in filemap_fault)
26  *       page->flags PG_locked (lock_page)
27  *         hugetlbfs_i_mmap_rwsem_key (in huge_pmd_share, see hugetlbfs below)
28  *           mapping->i_mmap_rwsem
29  *             anon_vma->rwsem
30  *               mm->page_table_lock or pte_lock
31  *                 swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
32  *                   mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
33  *                   mapping->private_lock (in block_dirty_folio)
34  *                     folio_lock_memcg move_lock (in block_dirty_folio)
35  *                       i_pages lock (widely used)
36  *                         lruvec->lru_lock (in folio_lruvec_lock_irq)
37  *                   inode->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
38  *                   bdi.wb->list_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
39  *                     sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
40  *                     i_pages lock (widely used, in set_page_dirty,
41  *                               in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
42  *                               within bdi.wb->list_lock in __sync_single_inode)
43  *
44  * anon_vma->rwsem,mapping->i_mmap_rwsem   (memory_failure, collect_procs_anon)
45  *   ->tasklist_lock
46  *     pte map lock
47  *
48  * hugetlbfs PageHuge() take locks in this order:
49  *   hugetlb_fault_mutex (hugetlbfs specific page fault mutex)
50  *     vma_lock (hugetlb specific lock for pmd_sharing)
51  *       mapping->i_mmap_rwsem (also used for hugetlb pmd sharing)
52  *         page->flags PG_locked (lock_page)
53  */
54
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/sched/mm.h>
57 #include <linux/sched/task.h>
58 #include <linux/pagemap.h>
59 #include <linux/swap.h>
60 #include <linux/swapops.h>
61 #include <linux/slab.h>
62 #include <linux/init.h>
63 #include <linux/ksm.h>
64 #include <linux/rmap.h>
65 #include <linux/rcupdate.h>
66 #include <linux/export.h>
67 #include <linux/memcontrol.h>
68 #include <linux/mmu_notifier.h>
69 #include <linux/migrate.h>
70 #include <linux/hugetlb.h>
71 #include <linux/huge_mm.h>
72 #include <linux/backing-dev.h>
73 #include <linux/page_idle.h>
74 #include <linux/memremap.h>
75 #include <linux/userfaultfd_k.h>
76 #include <linux/mm_inline.h>
77
78 #include <asm/tlbflush.h>
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <trace/events/tlb.h>
82 #include <trace/events/migrate.h>
83
84 #include "internal.h"
85
86 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
87 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
88
89 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
90 {
91         struct anon_vma *anon_vma;
92
93         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
94         if (anon_vma) {
95                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
96                 anon_vma->num_children = 0;
97                 anon_vma->num_active_vmas = 0;
98                 anon_vma->parent = anon_vma;
99                 /*
100                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
101                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
102                  */
103                 anon_vma->root = anon_vma;
104         }
105
106         return anon_vma;
107 }
108
109 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
110 {
111         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
112
113         /*
114          * Synchronize against folio_lock_anon_vma_read() such that
115          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
116          * freed.
117          *
118          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
119          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
120          * down_read_trylock() from folio_lock_anon_vma_read(). This orders:
121          *
122          * folio_lock_anon_vma_read()   VS      put_anon_vma()
123          *   down_read_trylock()                  atomic_dec_and_test()
124          *   LOCK                                 MB
125          *   atomic_read()                        rwsem_is_locked()
126          *
127          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
128          * happen _before_ what follows.
129          */
130         might_sleep();
131         if (rwsem_is_locked(&anon_vma->root->rwsem)) {
132                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
133                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
134         }
135
136         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
137 }
138
139 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(gfp_t gfp)
140 {
141         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, gfp);
142 }
143
144 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
145 {
146         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
147 }
148
149 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
150                                 struct anon_vma_chain *avc,
151                                 struct anon_vma *anon_vma)
152 {
153         avc->vma = vma;
154         avc->anon_vma = anon_vma;
155         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
156         anon_vma_interval_tree_insert(avc, &anon_vma->rb_root);
157 }
158
159 /**
160  * __anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
161  * @vma: the memory region in question
162  *
163  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
164  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
165  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
166  *
167  * The common case will be that we already have one, which
168  * is handled inline by anon_vma_prepare(). But if
169  * not we either need to find an adjacent mapping that we
170  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
171  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
172  * allocate a new one.
173  *
174  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
175  * optimistically looked up an anon_vma in folio_lock_anon_vma_read()
176  * and that may actually touch the rwsem even in the newly
177  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
178  * anon_vma isn't actually destroyed).
179  *
180  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
181  * for the new allocation. At the same time, we do not want
182  * to do any locking for the common case of already having
183  * an anon_vma.
184  *
185  * This must be called with the mmap_lock held for reading.
186  */
187 int __anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
188 {
189         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
190         struct anon_vma *anon_vma, *allocated;
191         struct anon_vma_chain *avc;
192
193         might_sleep();
194
195         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
196         if (!avc)
197                 goto out_enomem;
198
199         anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
200         allocated = NULL;
201         if (!anon_vma) {
202                 anon_vma = anon_vma_alloc();
203                 if (unlikely(!anon_vma))
204                         goto out_enomem_free_avc;
205                 anon_vma->num_children++; /* self-parent link for new root */
206                 allocated = anon_vma;
207         }
208
209         anon_vma_lock_write(anon_vma);
210         /* page_table_lock to protect against threads */
211         spin_lock(&mm->page_table_lock);
212         if (likely(!vma->anon_vma)) {
213                 vma->anon_vma = anon_vma;
214                 anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
215                 anon_vma->num_active_vmas++;
216                 allocated = NULL;
217                 avc = NULL;
218         }
219         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
220         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
221
222         if (unlikely(allocated))
223                 put_anon_vma(allocated);
224         if (unlikely(avc))
225                 anon_vma_chain_free(avc);
226
227         return 0;
228
229  out_enomem_free_avc:
230         anon_vma_chain_free(avc);
231  out_enomem:
232         return -ENOMEM;
233 }
234
235 /*
236  * This is a useful helper function for locking the anon_vma root as
237  * we traverse the vma->anon_vma_chain, looping over anon_vma's that
238  * have the same vma.
239  *
240  * Such anon_vma's should have the same root, so you'd expect to see
241  * just a single mutex_lock for the whole traversal.
242  */
243 static inline struct anon_vma *lock_anon_vma_root(struct anon_vma *root, struct anon_vma *anon_vma)
244 {
245         struct anon_vma *new_root = anon_vma->root;
246         if (new_root != root) {
247                 if (WARN_ON_ONCE(root))
248                         up_write(&root->rwsem);
249                 root = new_root;
250                 down_write(&root->rwsem);
251         }
252         return root;
253 }
254
255 static inline void unlock_anon_vma_root(struct anon_vma *root)
256 {
257         if (root)
258                 up_write(&root->rwsem);
259 }
260
261 /*
262  * Attach the anon_vmas from src to dst.
263  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
264  *
265  * anon_vma_clone() is called by vma_expand(), vma_merge(), __split_vma(),
266  * copy_vma() and anon_vma_fork(). The first four want an exact copy of src,
267  * while the last one, anon_vma_fork(), may try to reuse an existing anon_vma to
268  * prevent endless growth of anon_vma. Since dst->anon_vma is set to NULL before
269  * call, we can identify this case by checking (!dst->anon_vma &&
270  * src->anon_vma).
271  *
272  * If (!dst->anon_vma && src->anon_vma) is true, this function tries to find
273  * and reuse existing anon_vma which has no vmas and only one child anon_vma.
274  * This prevents degradation of anon_vma hierarchy to endless linear chain in
275  * case of constantly forking task. On the other hand, an anon_vma with more
276  * than one child isn't reused even if there was no alive vma, thus rmap
277  * walker has a good chance of avoiding scanning the whole hierarchy when it
278  * searches where page is mapped.
279  */
280 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
281 {
282         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
283         struct anon_vma *root = NULL;
284
285         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
286                 struct anon_vma *anon_vma;
287
288                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
289                 if (unlikely(!avc)) {
290                         unlock_anon_vma_root(root);
291                         root = NULL;
292                         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
293                         if (!avc)
294                                 goto enomem_failure;
295                 }
296                 anon_vma = pavc->anon_vma;
297                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
298                 anon_vma_chain_link(dst, avc, anon_vma);
299
300                 /*
301                  * Reuse existing anon_vma if it has no vma and only one
302                  * anon_vma child.
303                  *
304                  * Root anon_vma is never reused:
305                  * it has self-parent reference and at least one child.
306                  */
307                 if (!dst->anon_vma && src->anon_vma &&
308                     anon_vma->num_children < 2 &&
309                     anon_vma->num_active_vmas == 0)
310                         dst->anon_vma = anon_vma;
311         }
312         if (dst->anon_vma)
313                 dst->anon_vma->num_active_vmas++;
314         unlock_anon_vma_root(root);
315         return 0;
316
317  enomem_failure:
318         /*
319          * dst->anon_vma is dropped here otherwise its num_active_vmas can
320          * be incorrectly decremented in unlink_anon_vmas().
321          * We can safely do this because callers of anon_vma_clone() don't care
322          * about dst->anon_vma if anon_vma_clone() failed.
323          */
324         dst->anon_vma = NULL;
325         unlink_anon_vmas(dst);
326         return -ENOMEM;
327 }
328
329 /*
330  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
331  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
332  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
333  */
334 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
335 {
336         struct anon_vma_chain *avc;
337         struct anon_vma *anon_vma;
338         int error;
339
340         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
341         if (!pvma->anon_vma)
342                 return 0;
343
344         /* Drop inherited anon_vma, we'll reuse existing or allocate new. */
345         vma->anon_vma = NULL;
346
347         /*
348          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
349          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
350          */
351         error = anon_vma_clone(vma, pvma);
352         if (error)
353                 return error;
354
355         /* An existing anon_vma has been reused, all done then. */
356         if (vma->anon_vma)
357                 return 0;
358
359         /* Then add our own anon_vma. */
360         anon_vma = anon_vma_alloc();
361         if (!anon_vma)
362                 goto out_error;
363         anon_vma->num_active_vmas++;
364         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
365         if (!avc)
366                 goto out_error_free_anon_vma;
367
368         /*
369          * The root anon_vma's rwsem is the lock actually used when we
370          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
371          */
372         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
373         anon_vma->parent = pvma->anon_vma;
374         /*
375          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
376          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
377          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
378          */
379         get_anon_vma(anon_vma->root);
380         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
381         vma->anon_vma = anon_vma;
382         anon_vma_lock_write(anon_vma);
383         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
384         anon_vma->parent->num_children++;
385         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
386
387         return 0;
388
389  out_error_free_anon_vma:
390         put_anon_vma(anon_vma);
391  out_error:
392         unlink_anon_vmas(vma);
393         return -ENOMEM;
394 }
395
396 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
397 {
398         struct anon_vma_chain *avc, *next;
399         struct anon_vma *root = NULL;
400
401         /*
402          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
403          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
404          */
405         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
406                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
407
408                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
409                 anon_vma_interval_tree_remove(avc, &anon_vma->rb_root);
410
411                 /*
412                  * Leave empty anon_vmas on the list - we'll need
413                  * to free them outside the lock.
414                  */
415                 if (RB_EMPTY_ROOT(&anon_vma->rb_root.rb_root)) {
416                         anon_vma->parent->num_children--;
417                         continue;
418                 }
419
420                 list_del(&avc->same_vma);
421                 anon_vma_chain_free(avc);
422         }
423         if (vma->anon_vma) {
424                 vma->anon_vma->num_active_vmas--;
425
426                 /*
427                  * vma would still be needed after unlink, and anon_vma will be prepared
428                  * when handle fault.
429                  */
430                 vma->anon_vma = NULL;
431         }
432         unlock_anon_vma_root(root);
433
434         /*
435          * Iterate the list once more, it now only contains empty and unlinked
436          * anon_vmas, destroy them. Could not do before due to __put_anon_vma()
437          * needing to write-acquire the anon_vma->root->rwsem.
438          */
439         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
440                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
441
442                 VM_WARN_ON(anon_vma->num_children);
443                 VM_WARN_ON(anon_vma->num_active_vmas);
444                 put_anon_vma(anon_vma);
445
446                 list_del(&avc->same_vma);
447                 anon_vma_chain_free(avc);
448         }
449 }
450
451 static void anon_vma_ctor(void *data)
452 {
453         struct anon_vma *anon_vma = data;
454
455         init_rwsem(&anon_vma->rwsem);
456         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
457         anon_vma->rb_root = RB_ROOT_CACHED;
458 }
459
460 void __init anon_vma_init(void)
461 {
462         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
463                         0, SLAB_TYPESAFE_BY_RCU|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
464                         anon_vma_ctor);
465         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain,
466                         SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT);
467 }
468
469 /*
470  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
471  *
472  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
473  * the best this function can do is return a refcount increased anon_vma
474  * that might have been relevant to this page.
475  *
476  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
477  * returned may already be freed (and even reused).
478  *
479  * In case it was remapped to a different anon_vma, the new anon_vma will be a
480  * child of the old anon_vma, and the anon_vma lifetime rules will therefore
481  * ensure that any anon_vma obtained from the page will still be valid for as
482  * long as we observe page_mapped() [ hence all those page_mapped() tests ].
483  *
484  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
485  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
486  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
487  *
488  * Since anon_vma's slab is SLAB_TYPESAFE_BY_RCU and we know from
489  * page_remove_rmap() that the anon_vma pointer from page->mapping is valid
490  * if there is a mapcount, we can dereference the anon_vma after observing
491  * those.
492  */
493 struct anon_vma *folio_get_anon_vma(struct folio *folio)
494 {
495         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
496         unsigned long anon_mapping;
497
498         rcu_read_lock();
499         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(folio->mapping);
500         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
501                 goto out;
502         if (!folio_mapped(folio))
503                 goto out;
504
505         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
506         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
507                 anon_vma = NULL;
508                 goto out;
509         }
510
511         /*
512          * If this folio is still mapped, then its anon_vma cannot have been
513          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
514          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
515          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
516          * above cannot corrupt).
517          */
518         if (!folio_mapped(folio)) {
519                 rcu_read_unlock();
520                 put_anon_vma(anon_vma);
521                 return NULL;
522         }
523 out:
524         rcu_read_unlock();
525
526         return anon_vma;
527 }
528
529 /*
530  * Similar to folio_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
531  *
532  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
533  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
534  * reference like with folio_get_anon_vma() and then block on the mutex
535  * on !rwc->try_lock case.
536  */
537 struct anon_vma *folio_lock_anon_vma_read(struct folio *folio,
538                                           struct rmap_walk_control *rwc)
539 {
540         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
541         struct anon_vma *root_anon_vma;
542         unsigned long anon_mapping;
543
544         rcu_read_lock();
545         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(folio->mapping);
546         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
547                 goto out;
548         if (!folio_mapped(folio))
549                 goto out;
550
551         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
552         root_anon_vma = READ_ONCE(anon_vma->root);
553         if (down_read_trylock(&root_anon_vma->rwsem)) {
554                 /*
555                  * If the folio is still mapped, then this anon_vma is still
556                  * its anon_vma, and holding the mutex ensures that it will
557                  * not go away, see anon_vma_free().
558                  */
559                 if (!folio_mapped(folio)) {
560                         up_read(&root_anon_vma->rwsem);
561                         anon_vma = NULL;
562                 }
563                 goto out;
564         }
565
566         if (rwc && rwc->try_lock) {
567                 anon_vma = NULL;
568                 rwc->contended = true;
569                 goto out;
570         }
571
572         /* trylock failed, we got to sleep */
573         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
574                 anon_vma = NULL;
575                 goto out;
576         }
577
578         if (!folio_mapped(folio)) {
579                 rcu_read_unlock();
580                 put_anon_vma(anon_vma);
581                 return NULL;
582         }
583
584         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
585         rcu_read_unlock();
586         anon_vma_lock_read(anon_vma);
587
588         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
589                 /*
590                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
591                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
592                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock_write() recursion.
593                  */
594                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
595                 __put_anon_vma(anon_vma);
596                 anon_vma = NULL;
597         }
598
599         return anon_vma;
600
601 out:
602         rcu_read_unlock();
603         return anon_vma;
604 }
605
606 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
607 /*
608  * Flush TLB entries for recently unmapped pages from remote CPUs. It is
609  * important if a PTE was dirty when it was unmapped that it's flushed
610  * before any IO is initiated on the page to prevent lost writes. Similarly,
611  * it must be flushed before freeing to prevent data leakage.
612  */
613 void try_to_unmap_flush(void)
614 {
615         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
616
617         if (!tlb_ubc->flush_required)
618                 return;
619
620         arch_tlbbatch_flush(&tlb_ubc->arch);
621         tlb_ubc->flush_required = false;
622         tlb_ubc->writable = false;
623 }
624
625 /* Flush iff there are potentially writable TLB entries that can race with IO */
626 void try_to_unmap_flush_dirty(void)
627 {
628         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
629
630         if (tlb_ubc->writable)
631                 try_to_unmap_flush();
632 }
633
634 /*
635  * Bits 0-14 of mm->tlb_flush_batched record pending generations.
636  * Bits 16-30 of mm->tlb_flush_batched bit record flushed generations.
637  */
638 #define TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT   16
639 #define TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK                    \
640         ((1 << (TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT - 1)) - 1)
641 #define TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_LARGE                   \
642         (TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK / 2)
643
644 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, bool writable)
645 {
646         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
647         int batch, nbatch;
648
649         arch_tlbbatch_add_mm(&tlb_ubc->arch, mm);
650         tlb_ubc->flush_required = true;
651
652         /*
653          * Ensure compiler does not re-order the setting of tlb_flush_batched
654          * before the PTE is cleared.
655          */
656         barrier();
657         batch = atomic_read(&mm->tlb_flush_batched);
658 retry:
659         if ((batch & TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK) > TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_LARGE) {
660                 /*
661                  * Prevent `pending' from catching up with `flushed' because of
662                  * overflow.  Reset `pending' and `flushed' to be 1 and 0 if
663                  * `pending' becomes large.
664                  */
665                 nbatch = atomic_cmpxchg(&mm->tlb_flush_batched, batch, 1);
666                 if (nbatch != batch) {
667                         batch = nbatch;
668                         goto retry;
669                 }
670         } else {
671                 atomic_inc(&mm->tlb_flush_batched);
672         }
673
674         /*
675          * If the PTE was dirty then it's best to assume it's writable. The
676          * caller must use try_to_unmap_flush_dirty() or try_to_unmap_flush()
677          * before the page is queued for IO.
678          */
679         if (writable)
680                 tlb_ubc->writable = true;
681 }
682
683 /*
684  * Returns true if the TLB flush should be deferred to the end of a batch of
685  * unmap operations to reduce IPIs.
686  */
687 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
688 {
689         bool should_defer = false;
690
691         if (!(flags & TTU_BATCH_FLUSH))
692                 return false;
693
694         /* If remote CPUs need to be flushed then defer batch the flush */
695         if (cpumask_any_but(mm_cpumask(mm), get_cpu()) < nr_cpu_ids)
696                 should_defer = true;
697         put_cpu();
698
699         return should_defer;
700 }
701
702 /*
703  * Reclaim unmaps pages under the PTL but do not flush the TLB prior to
704  * releasing the PTL if TLB flushes are batched. It's possible for a parallel
705  * operation such as mprotect or munmap to race between reclaim unmapping
706  * the page and flushing the page. If this race occurs, it potentially allows
707  * access to data via a stale TLB entry. Tracking all mm's that have TLB
708  * batching in flight would be expensive during reclaim so instead track
709  * whether TLB batching occurred in the past and if so then do a flush here
710  * if required. This will cost one additional flush per reclaim cycle paid
711  * by the first operation at risk such as mprotect and mumap.
712  *
713  * This must be called under the PTL so that an access to tlb_flush_batched
714  * that is potentially a "reclaim vs mprotect/munmap/etc" race will synchronise
715  * via the PTL.
716  */
717 void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
718 {
719         int batch = atomic_read(&mm->tlb_flush_batched);
720         int pending = batch & TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK;
721         int flushed = batch >> TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT;
722
723         if (pending != flushed) {
724                 flush_tlb_mm(mm);
725                 /*
726                  * If the new TLB flushing is pending during flushing, leave
727                  * mm->tlb_flush_batched as is, to avoid losing flushing.
728                  */
729                 atomic_cmpxchg(&mm->tlb_flush_batched, batch,
730                                pending | (pending << TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT));
731         }
732 }
733 #else
734 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, bool writable)
735 {
736 }
737
738 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
739 {
740         return false;
741 }
742 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
743
744 /*
745  * At what user virtual address is page expected in vma?
746  * Caller should check the page is actually part of the vma.
747  */
748 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
749 {
750         struct folio *folio = page_folio(page);
751         if (folio_test_anon(folio)) {
752                 struct anon_vma *page__anon_vma = folio_anon_vma(folio);
753                 /*
754                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
755                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
756                  */
757                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
758                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
759                         return -EFAULT;
760         } else if (!vma->vm_file) {
761                 return -EFAULT;
762         } else if (vma->vm_file->f_mapping != folio->mapping) {
763                 return -EFAULT;
764         }
765
766         return vma_address(page, vma);
767 }
768
769 /*
770  * Returns the actual pmd_t* where we expect 'address' to be mapped from, or
771  * NULL if it doesn't exist.  No guarantees / checks on what the pmd_t*
772  * represents.
773  */
774 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
775 {
776         pgd_t *pgd;
777         p4d_t *p4d;
778         pud_t *pud;
779         pmd_t *pmd = NULL;
780
781         pgd = pgd_offset(mm, address);
782         if (!pgd_present(*pgd))
783                 goto out;
784
785         p4d = p4d_offset(pgd, address);
786         if (!p4d_present(*p4d))
787                 goto out;
788
789         pud = pud_offset(p4d, address);
790         if (!pud_present(*pud))
791                 goto out;
792
793         pmd = pmd_offset(pud, address);
794 out:
795         return pmd;
796 }
797
798 struct folio_referenced_arg {
799         int mapcount;
800         int referenced;
801         unsigned long vm_flags;
802         struct mem_cgroup *memcg;
803 };
804 /*
805  * arg: folio_referenced_arg will be passed
806  */
807 static bool folio_referenced_one(struct folio *folio,
808                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, void *arg)
809 {
810         struct folio_referenced_arg *pra = arg;
811         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
812         int referenced = 0;
813
814         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
815                 address = pvmw.address;
816
817                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) &&
818                     (!folio_test_large(folio) || !pvmw.pte)) {
819                         /* Restore the mlock which got missed */
820                         mlock_vma_folio(folio, vma, !pvmw.pte);
821                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
822                         pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
823                         return false; /* To break the loop */
824                 }
825
826                 if (pvmw.pte) {
827                         if (lru_gen_enabled() && pte_young(*pvmw.pte)) {
828                                 lru_gen_look_around(&pvmw);
829                                 referenced++;
830                         }
831
832                         if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address,
833                                                 pvmw.pte))
834                                 referenced++;
835                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)) {
836                         if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address,
837                                                 pvmw.pmd))
838                                 referenced++;
839                 } else {
840                         /* unexpected pmd-mapped folio? */
841                         WARN_ON_ONCE(1);
842                 }
843
844                 pra->mapcount--;
845         }
846
847         if (referenced)
848                 folio_clear_idle(folio);
849         if (folio_test_clear_young(folio))
850                 referenced++;
851
852         if (referenced) {
853                 pra->referenced++;
854                 pra->vm_flags |= vma->vm_flags & ~VM_LOCKED;
855         }
856
857         if (!pra->mapcount)
858                 return false; /* To break the loop */
859
860         return true;
861 }
862
863 static bool invalid_folio_referenced_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
864 {
865         struct folio_referenced_arg *pra = arg;
866         struct mem_cgroup *memcg = pra->memcg;
867
868         /*
869          * Ignore references from this mapping if it has no recency. If the
870          * folio has been used in another mapping, we will catch it; if this
871          * other mapping is already gone, the unmap path will have set the
872          * referenced flag or activated the folio in zap_pte_range().
873          */
874         if (!vma_has_recency(vma))
875                 return true;
876
877         /*
878          * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip counting on behalf
879          * of references from different cgroups.
880          */
881         if (memcg && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, memcg))
882                 return true;
883
884         return false;
885 }
886
887 /**
888  * folio_referenced() - Test if the folio was referenced.
889  * @folio: The folio to test.
890  * @is_locked: Caller holds lock on the folio.
891  * @memcg: target memory cgroup
892  * @vm_flags: A combination of all the vma->vm_flags which referenced the folio.
893  *
894  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings of a folio,
895  *
896  * Return: The number of mappings which referenced the folio. Return -1 if
897  * the function bailed out due to rmap lock contention.
898  */
899 int folio_referenced(struct folio *folio, int is_locked,
900                      struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *vm_flags)
901 {
902         int we_locked = 0;
903         struct folio_referenced_arg pra = {
904                 .mapcount = folio_mapcount(folio),
905                 .memcg = memcg,
906         };
907         struct rmap_walk_control rwc = {
908                 .rmap_one = folio_referenced_one,
909                 .arg = (void *)&pra,
910                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
911                 .try_lock = true,
912                 .invalid_vma = invalid_folio_referenced_vma,
913         };
914
915         *vm_flags = 0;
916         if (!pra.mapcount)
917                 return 0;
918
919         if (!folio_raw_mapping(folio))
920                 return 0;
921
922         if (!is_locked && (!folio_test_anon(folio) || folio_test_ksm(folio))) {
923                 we_locked = folio_trylock(folio);
924                 if (!we_locked)
925                         return 1;
926         }
927
928         rmap_walk(folio, &rwc);
929         *vm_flags = pra.vm_flags;
930
931         if (we_locked)
932                 folio_unlock(folio);
933
934         return rwc.contended ? -1 : pra.referenced;
935 }
936
937 static int page_vma_mkclean_one(struct page_vma_mapped_walk *pvmw)
938 {
939         int cleaned = 0;
940         struct vm_area_struct *vma = pvmw->vma;
941         struct mmu_notifier_range range;
942         unsigned long address = pvmw->address;
943
944         /*
945          * We have to assume the worse case ie pmd for invalidation. Note that
946          * the folio can not be freed from this function.
947          */
948         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_PROTECTION_PAGE, 0,
949                                 vma->vm_mm, address, vma_address_end(pvmw));
950         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
951
952         while (page_vma_mapped_walk(pvmw)) {
953                 int ret = 0;
954
955                 address = pvmw->address;
956                 if (pvmw->pte) {
957                         pte_t entry;
958                         pte_t *pte = pvmw->pte;
959
960                         if (!pte_dirty(*pte) && !pte_write(*pte))
961                                 continue;
962
963                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
964                         entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
965                         entry = pte_wrprotect(entry);
966                         entry = pte_mkclean(entry);
967                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
968                         ret = 1;
969                 } else {
970 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
971                         pmd_t *pmd = pvmw->pmd;
972                         pmd_t entry;
973
974                         if (!pmd_dirty(*pmd) && !pmd_write(*pmd))
975                                 continue;
976
977                         flush_cache_range(vma, address,
978                                           address + HPAGE_PMD_SIZE);
979                         entry = pmdp_invalidate(vma, address, pmd);
980                         entry = pmd_wrprotect(entry);
981                         entry = pmd_mkclean(entry);
982                         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmd, entry);
983                         ret = 1;
984 #else
985                         /* unexpected pmd-mapped folio? */
986                         WARN_ON_ONCE(1);
987 #endif
988                 }
989
990                 /*
991                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() as we are
992                  * downgrading page table protection not changing it to point
993                  * to a new page.
994                  *
995                  * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
996                  */
997                 if (ret)
998                         cleaned++;
999         }
1000
1001         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
1002
1003         return cleaned;
1004 }
1005
1006 static bool page_mkclean_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1007                              unsigned long address, void *arg)
1008 {
1009         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, PVMW_SYNC);
1010         int *cleaned = arg;
1011
1012         *cleaned += page_vma_mkclean_one(&pvmw);
1013
1014         return true;
1015 }
1016
1017 static bool invalid_mkclean_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1018 {
1019         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
1020                 return false;
1021
1022         return true;
1023 }
1024
1025 int folio_mkclean(struct folio *folio)
1026 {
1027         int cleaned = 0;
1028         struct address_space *mapping;
1029         struct rmap_walk_control rwc = {
1030                 .arg = (void *)&cleaned,
1031                 .rmap_one = page_mkclean_one,
1032                 .invalid_vma = invalid_mkclean_vma,
1033         };
1034
1035         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
1036
1037         if (!folio_mapped(folio))
1038                 return 0;
1039
1040         mapping = folio_mapping(folio);
1041         if (!mapping)
1042                 return 0;
1043
1044         rmap_walk(folio, &rwc);
1045
1046         return cleaned;
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_mkclean);
1049
1050 /**
1051  * pfn_mkclean_range - Cleans the PTEs (including PMDs) mapped with range of
1052  *                     [@pfn, @pfn + @nr_pages) at the specific offset (@pgoff)
1053  *                     within the @vma of shared mappings. And since clean PTEs
1054  *                     should also be readonly, write protects them too.
1055  * @pfn: start pfn.
1056  * @nr_pages: number of physically contiguous pages srarting with @pfn.
1057  * @pgoff: page offset that the @pfn mapped with.
1058  * @vma: vma that @pfn mapped within.
1059  *
1060  * Returns the number of cleaned PTEs (including PMDs).
1061  */
1062 int pfn_mkclean_range(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, pgoff_t pgoff,
1063                       struct vm_area_struct *vma)
1064 {
1065         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
1066                 .pfn            = pfn,
1067                 .nr_pages       = nr_pages,
1068                 .pgoff          = pgoff,
1069                 .vma            = vma,
1070                 .flags          = PVMW_SYNC,
1071         };
1072
1073         if (invalid_mkclean_vma(vma, NULL))
1074                 return 0;
1075
1076         pvmw.address = vma_pgoff_address(pgoff, nr_pages, vma);
1077         VM_BUG_ON_VMA(pvmw.address == -EFAULT, vma);
1078
1079         return page_vma_mkclean_one(&pvmw);
1080 }
1081
1082 int folio_total_mapcount(struct folio *folio)
1083 {
1084         int mapcount = folio_entire_mapcount(folio);
1085         int nr_pages;
1086         int i;
1087
1088         /* In the common case, avoid the loop when no pages mapped by PTE */
1089         if (folio_nr_pages_mapped(folio) == 0)
1090                 return mapcount;
1091         /*
1092          * Add all the PTE mappings of those pages mapped by PTE.
1093          * Limit the loop to folio_nr_pages_mapped()?
1094          * Perhaps: given all the raciness, that may be a good or a bad idea.
1095          */
1096         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1097         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1098                 mapcount += atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount);
1099
1100         /* But each of those _mapcounts was based on -1 */
1101         mapcount += nr_pages;
1102         return mapcount;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
1107  * @page:       the page to move to our anon_vma
1108  * @vma:        the vma the page belongs to
1109  *
1110  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
1111  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
1112  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
1113  * processes.
1114  */
1115 void page_move_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
1116 {
1117         void *anon_vma = vma->anon_vma;
1118         struct folio *folio = page_folio(page);
1119
1120         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1121         VM_BUG_ON_VMA(!anon_vma, vma);
1122
1123         anon_vma += PAGE_MAPPING_ANON;
1124         /*
1125          * Ensure that anon_vma and the PAGE_MAPPING_ANON bit are written
1126          * simultaneously, so a concurrent reader (eg folio_referenced()'s
1127          * folio_test_anon()) will not see one without the other.
1128          */
1129         WRITE_ONCE(folio->mapping, anon_vma);
1130         SetPageAnonExclusive(page);
1131 }
1132
1133 /**
1134  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
1135  * @folio:      Folio which contains page.
1136  * @page:       Page to add to rmap.
1137  * @vma:        VM area to add page to.
1138  * @address:    User virtual address of the mapping     
1139  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
1140  */
1141 static void __page_set_anon_rmap(struct folio *folio, struct page *page,
1142         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1143 {
1144         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1145
1146         BUG_ON(!anon_vma);
1147
1148         if (folio_test_anon(folio))
1149                 goto out;
1150
1151         /*
1152          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
1153          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
1154          * page mapping!
1155          */
1156         if (!exclusive)
1157                 anon_vma = anon_vma->root;
1158
1159         /*
1160          * page_idle does a lockless/optimistic rmap scan on folio->mapping.
1161          * Make sure the compiler doesn't split the stores of anon_vma and
1162          * the PAGE_MAPPING_ANON type identifier, otherwise the rmap code
1163          * could mistake the mapping for a struct address_space and crash.
1164          */
1165         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1166         WRITE_ONCE(folio->mapping, (struct address_space *) anon_vma);
1167         folio->index = linear_page_index(vma, address);
1168 out:
1169         if (exclusive)
1170                 SetPageAnonExclusive(page);
1171 }
1172
1173 /**
1174  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
1175  * @page:       the page to add the mapping to
1176  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1177  * @address:    the user virtual address mapped
1178  */
1179 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
1180         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1181 {
1182         struct folio *folio = page_folio(page);
1183         /*
1184          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1185          * be set up correctly at this point.
1186          *
1187          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1188          * always holds the page locked.
1189          *
1190          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1191          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1192          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1193          */
1194         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_anon_vma(folio)->root != vma->anon_vma->root,
1195                         folio);
1196         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != linear_page_index(vma, address),
1197                        page);
1198 }
1199
1200 /**
1201  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1202  * @page:       the page to add the mapping to
1203  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1204  * @address:    the user virtual address mapped
1205  * @flags:      the rmap flags
1206  *
1207  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1208  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1209  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1210  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1211  */
1212 void page_add_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1213                 unsigned long address, rmap_t flags)
1214 {
1215         struct folio *folio = page_folio(page);
1216         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1217         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1218         bool compound = flags & RMAP_COMPOUND;
1219         bool first = true;
1220
1221         /* Is page being mapped by PTE? Is this its first map to be added? */
1222         if (likely(!compound)) {
1223                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1224                 nr = first;
1225                 if (first && folio_test_large(folio)) {
1226                         nr = atomic_inc_return_relaxed(mapped);
1227                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1228                 }
1229         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1230                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1231
1232                 first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
1233                 if (first) {
1234                         nr = atomic_add_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1235                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED + COMPOUND_MAPPED)) {
1236                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1237                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1238                                 /* Raced ahead of a remove and another add? */
1239                                 if (unlikely(nr < 0))
1240                                         nr = 0;
1241                         } else {
1242                                 /* Raced ahead of a remove of COMPOUND_MAPPED */
1243                                 nr = 0;
1244                         }
1245                 }
1246         }
1247
1248         VM_BUG_ON_PAGE(!first && (flags & RMAP_EXCLUSIVE), page);
1249         VM_BUG_ON_PAGE(!first && PageAnonExclusive(page), page);
1250
1251         if (nr_pmdmapped)
1252                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_THPS, nr_pmdmapped);
1253         if (nr)
1254                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_MAPPED, nr);
1255
1256         if (likely(!folio_test_ksm(folio))) {
1257                 /* address might be in next vma when migration races vma_merge */
1258                 if (first)
1259                         __page_set_anon_rmap(folio, page, vma, address,
1260                                              !!(flags & RMAP_EXCLUSIVE));
1261                 else
1262                         __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1263         }
1264
1265         mlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1266 }
1267
1268 /**
1269  * folio_add_new_anon_rmap - Add mapping to a new anonymous folio.
1270  * @folio:      The folio to add the mapping to.
1271  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1272  * @address:    the user virtual address mapped
1273  *
1274  * Like page_add_anon_rmap() but must only be called on *new* folios.
1275  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1276  * The folio does not have to be locked.
1277  *
1278  * If the folio is large, it is accounted as a THP.  As the folio
1279  * is new, it's assumed to be mapped exclusively by a single process.
1280  */
1281 void folio_add_new_anon_rmap(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1282                 unsigned long address)
1283 {
1284         int nr;
1285
1286         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
1287         __folio_set_swapbacked(folio);
1288
1289         if (likely(!folio_test_pmd_mappable(folio))) {
1290                 /* increment count (starts at -1) */
1291                 atomic_set(&folio->_mapcount, 0);
1292                 nr = 1;
1293         } else {
1294                 /* increment count (starts at -1) */
1295                 atomic_set(&folio->_entire_mapcount, 0);
1296                 atomic_set(&folio->_nr_pages_mapped, COMPOUND_MAPPED);
1297                 nr = folio_nr_pages(folio);
1298                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_THPS, nr);
1299         }
1300
1301         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_MAPPED, nr);
1302         __page_set_anon_rmap(folio, &folio->page, vma, address, 1);
1303 }
1304
1305 /**
1306  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1307  * @page:       the page to add the mapping to
1308  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1309  * @compound:   charge the page as compound or small page
1310  *
1311  * The caller needs to hold the pte lock.
1312  */
1313 void page_add_file_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1314                 bool compound)
1315 {
1316         struct folio *folio = page_folio(page);
1317         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1318         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1319         bool first;
1320
1321         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageTransHuge(page), page);
1322
1323         /* Is page being mapped by PTE? Is this its first map to be added? */
1324         if (likely(!compound)) {
1325                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1326                 nr = first;
1327                 if (first && folio_test_large(folio)) {
1328                         nr = atomic_inc_return_relaxed(mapped);
1329                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1330                 }
1331         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1332                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1333
1334                 first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
1335                 if (first) {
1336                         nr = atomic_add_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1337                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED + COMPOUND_MAPPED)) {
1338                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1339                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1340                                 /* Raced ahead of a remove and another add? */
1341                                 if (unlikely(nr < 0))
1342                                         nr = 0;
1343                         } else {
1344                                 /* Raced ahead of a remove of COMPOUND_MAPPED */
1345                                 nr = 0;
1346                         }
1347                 }
1348         }
1349
1350         if (nr_pmdmapped)
1351                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, folio_test_swapbacked(folio) ?
1352                         NR_SHMEM_PMDMAPPED : NR_FILE_PMDMAPPED, nr_pmdmapped);
1353         if (nr)
1354                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_MAPPED, nr);
1355
1356         mlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1357 }
1358
1359 /**
1360  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1361  * @page:       page to remove mapping from
1362  * @vma:        the vm area from which the mapping is removed
1363  * @compound:   uncharge the page as compound or small page
1364  *
1365  * The caller needs to hold the pte lock.
1366  */
1367 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1368                 bool compound)
1369 {
1370         struct folio *folio = page_folio(page);
1371         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1372         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1373         bool last;
1374         enum node_stat_item idx;
1375
1376         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageHead(page), page);
1377
1378         /* Hugetlb pages are not counted in NR_*MAPPED */
1379         if (unlikely(folio_test_hugetlb(folio))) {
1380                 /* hugetlb pages are always mapped with pmds */
1381                 atomic_dec(&folio->_entire_mapcount);
1382                 return;
1383         }
1384
1385         /* Is page being unmapped by PTE? Is this its last map to be removed? */
1386         if (likely(!compound)) {
1387                 last = atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount);
1388                 nr = last;
1389                 if (last && folio_test_large(folio)) {
1390                         nr = atomic_dec_return_relaxed(mapped);
1391                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1392                 }
1393         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1394                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1395
1396                 last = atomic_add_negative(-1, &folio->_entire_mapcount);
1397                 if (last) {
1398                         nr = atomic_sub_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1399                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED)) {
1400                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1401                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1402                                 /* Raced ahead of another remove and an add? */
1403                                 if (unlikely(nr < 0))
1404                                         nr = 0;
1405                         } else {
1406                                 /* An add of COMPOUND_MAPPED raced ahead */
1407                                 nr = 0;
1408                         }
1409                 }
1410         }
1411
1412         if (nr_pmdmapped) {
1413                 if (folio_test_anon(folio))
1414                         idx = NR_ANON_THPS;
1415                 else if (folio_test_swapbacked(folio))
1416                         idx = NR_SHMEM_PMDMAPPED;
1417                 else
1418                         idx = NR_FILE_PMDMAPPED;
1419                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, idx, -nr_pmdmapped);
1420         }
1421         if (nr) {
1422                 idx = folio_test_anon(folio) ? NR_ANON_MAPPED : NR_FILE_MAPPED;
1423                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, idx, -nr);
1424
1425                 /*
1426                  * Queue anon THP for deferred split if at least one
1427                  * page of the folio is unmapped and at least one page
1428                  * is still mapped.
1429                  */
1430                 if (folio_test_pmd_mappable(folio) && folio_test_anon(folio))
1431                         if (!compound || nr < nr_pmdmapped)
1432                                 deferred_split_folio(folio);
1433         }
1434
1435         /*
1436          * It would be tidy to reset folio_test_anon mapping when fully
1437          * unmapped, but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1438          * which increments mapcount after us but sets mapping before us:
1439          * so leave the reset to free_pages_prepare, and remember that
1440          * it's only reliable while mapped.
1441          */
1442
1443         munlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1444 }
1445
1446 /*
1447  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument
1448  */
1449 static bool try_to_unmap_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1450                      unsigned long address, void *arg)
1451 {
1452         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1453         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
1454         pte_t pteval;
1455         struct page *subpage;
1456         bool anon_exclusive, ret = true;
1457         struct mmu_notifier_range range;
1458         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)(long)arg;
1459
1460         /*
1461          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1462          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1463          * try_to_unmap() may return before page_mapped() has become false,
1464          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1465          */
1466         if (flags & TTU_SYNC)
1467                 pvmw.flags = PVMW_SYNC;
1468
1469         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD)
1470                 split_huge_pmd_address(vma, address, false, folio);
1471
1472         /*
1473          * For THP, we have to assume the worse case ie pmd for invalidation.
1474          * For hugetlb, it could be much worse if we need to do pud
1475          * invalidation in the case of pmd sharing.
1476          *
1477          * Note that the folio can not be freed in this function as call of
1478          * try_to_unmap() must hold a reference on the folio.
1479          */
1480         range.end = vma_address_end(&pvmw);
1481         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_CLEAR, 0, vma->vm_mm,
1482                                 address, range.end);
1483         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1484                 /*
1485                  * If sharing is possible, start and end will be adjusted
1486                  * accordingly.
1487                  */
1488                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &range.start,
1489                                                      &range.end);
1490         }
1491         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
1492
1493         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1494                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1495                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
1496
1497                 /*
1498                  * If the folio is in an mlock()d vma, we must not swap it out.
1499                  */
1500                 if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK) &&
1501                     (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
1502                         /* Restore the mlock which got missed */
1503                         mlock_vma_folio(folio, vma, false);
1504                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1505                         ret = false;
1506                         break;
1507                 }
1508
1509                 subpage = folio_page(folio,
1510                                         pte_pfn(*pvmw.pte) - folio_pfn(folio));
1511                 address = pvmw.address;
1512                 anon_exclusive = folio_test_anon(folio) &&
1513                                  PageAnonExclusive(subpage);
1514
1515                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1516                         bool anon = folio_test_anon(folio);
1517
1518                         /*
1519                          * The try_to_unmap() is only passed a hugetlb page
1520                          * in the case where the hugetlb page is poisoned.
1521                          */
1522                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHWPoison(subpage), subpage);
1523                         /*
1524                          * huge_pmd_unshare may unmap an entire PMD page.
1525                          * There is no way of knowing exactly which PMDs may
1526                          * be cached for this mm, so we must flush them all.
1527                          * start/end were already adjusted above to cover this
1528                          * range.
1529                          */
1530                         flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1531
1532                         /*
1533                          * To call huge_pmd_unshare, i_mmap_rwsem must be
1534                          * held in write mode.  Caller needs to explicitly
1535                          * do this outside rmap routines.
1536                          *
1537                          * We also must hold hugetlb vma_lock in write mode.
1538                          * Lock order dictates acquiring vma_lock BEFORE
1539                          * i_mmap_rwsem.  We can only try lock here and fail
1540                          * if unsuccessful.
1541                          */
1542                         if (!anon) {
1543                                 VM_BUG_ON(!(flags & TTU_RMAP_LOCKED));
1544                                 if (!hugetlb_vma_trylock_write(vma)) {
1545                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1546                                         ret = false;
1547                                         break;
1548                                 }
1549                                 if (huge_pmd_unshare(mm, vma, address, pvmw.pte)) {
1550                                         hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1551                                         flush_tlb_range(vma,
1552                                                 range.start, range.end);
1553                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1554                                                 range.start, range.end);
1555                                         /*
1556                                          * The ref count of the PMD page was
1557                                          * dropped which is part of the way map
1558                                          * counting is done for shared PMDs.
1559                                          * Return 'true' here.  When there is
1560                                          * no other sharing, huge_pmd_unshare
1561                                          * returns false and we will unmap the
1562                                          * actual page and drop map count
1563                                          * to zero.
1564                                          */
1565                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1566                                         break;
1567                                 }
1568                                 hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1569                         }
1570                         pteval = huge_ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1571                 } else {
1572                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pvmw.pte));
1573                         /* Nuke the page table entry. */
1574                         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1575                                 /*
1576                                  * We clear the PTE but do not flush so potentially
1577                                  * a remote CPU could still be writing to the folio.
1578                                  * If the entry was previously clean then the
1579                                  * architecture must guarantee that a clear->dirty
1580                                  * transition on a cached TLB entry is written through
1581                                  * and traps if the PTE is unmapped.
1582                                  */
1583                                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1584
1585                                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pte_dirty(pteval));
1586                         } else {
1587                                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1588                         }
1589                 }
1590
1591                 /*
1592                  * Now the pte is cleared. If this pte was uffd-wp armed,
1593                  * we may want to replace a none pte with a marker pte if
1594                  * it's file-backed, so we don't lose the tracking info.
1595                  */
1596                 pte_install_uffd_wp_if_needed(vma, address, pvmw.pte, pteval);
1597
1598                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
1599                 if (pte_dirty(pteval))
1600                         folio_mark_dirty(folio);
1601
1602                 /* Update high watermark before we lower rss */
1603                 update_hiwater_rss(mm);
1604
1605                 if (PageHWPoison(subpage) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1606                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
1607                         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1608                                 hugetlb_count_sub(folio_nr_pages(folio), mm);
1609                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1610                         } else {
1611                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
1612                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1613                         }
1614
1615                 } else if (pte_unused(pteval) && !userfaultfd_armed(vma)) {
1616                         /*
1617                          * The guest indicated that the page content is of no
1618                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
1619                          * will take care of the rest.
1620                          * A future reference will then fault in a new zero
1621                          * page. When userfaultfd is active, we must not drop
1622                          * this page though, as its main user (postcopy
1623                          * migration) will not expect userfaults on already
1624                          * copied pages.
1625                          */
1626                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
1627                         /* We have to invalidate as we cleared the pte */
1628                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1629                                                       address + PAGE_SIZE);
1630                 } else if (folio_test_anon(folio)) {
1631                         swp_entry_t entry = { .val = page_private(subpage) };
1632                         pte_t swp_pte;
1633                         /*
1634                          * Store the swap location in the pte.
1635                          * See handle_pte_fault() ...
1636                          */
1637                         if (unlikely(folio_test_swapbacked(folio) !=
1638                                         folio_test_swapcache(folio))) {
1639                                 WARN_ON_ONCE(1);
1640                                 ret = false;
1641                                 /* We have to invalidate as we cleared the pte */
1642                                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1643                                                         address + PAGE_SIZE);
1644                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1645                                 break;
1646                         }
1647
1648                         /* MADV_FREE page check */
1649                         if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1650                                 int ref_count, map_count;
1651
1652                                 /*
1653                                  * Synchronize with gup_pte_range():
1654                                  * - clear PTE; barrier; read refcount
1655                                  * - inc refcount; barrier; read PTE
1656                                  */
1657                                 smp_mb();
1658
1659                                 ref_count = folio_ref_count(folio);
1660                                 map_count = folio_mapcount(folio);
1661
1662                                 /*
1663                                  * Order reads for page refcount and dirty flag
1664                                  * (see comments in __remove_mapping()).
1665                                  */
1666                                 smp_rmb();
1667
1668                                 /*
1669                                  * The only page refs must be one from isolation
1670                                  * plus the rmap(s) (dropped by discard:).
1671                                  */
1672                                 if (ref_count == 1 + map_count &&
1673                                     !folio_test_dirty(folio)) {
1674                                         /* Invalidate as we cleared the pte */
1675                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1676                                                 address, address + PAGE_SIZE);
1677                                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1678                                         goto discard;
1679                                 }
1680
1681                                 /*
1682                                  * If the folio was redirtied, it cannot be
1683                                  * discarded. Remap the page to page table.
1684                                  */
1685                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1686                                 folio_set_swapbacked(folio);
1687                                 ret = false;
1688                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1689                                 break;
1690                         }
1691
1692                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1693                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1694                                 ret = false;
1695                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1696                                 break;
1697                         }
1698                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
1699                                 swap_free(entry);
1700                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1701                                 ret = false;
1702                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1703                                 break;
1704                         }
1705
1706                         /* See page_try_share_anon_rmap(): clear PTE first. */
1707                         if (anon_exclusive &&
1708                             page_try_share_anon_rmap(subpage)) {
1709                                 swap_free(entry);
1710                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1711                                 ret = false;
1712                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1713                                 break;
1714                         }
1715                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1716                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1717                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1718                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1719                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1720                         }
1721                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1722                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1723                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1724                         if (anon_exclusive)
1725                                 swp_pte = pte_swp_mkexclusive(swp_pte);
1726                         if (pte_soft_dirty(pteval))
1727                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1728                         if (pte_uffd_wp(pteval))
1729                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
1730                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
1731                         /* Invalidate as we cleared the pte */
1732                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1733                                                       address + PAGE_SIZE);
1734                 } else {
1735                         /*
1736                          * This is a locked file-backed folio,
1737                          * so it cannot be removed from the page
1738                          * cache and replaced by a new folio before
1739                          * mmu_notifier_invalidate_range_end, so no
1740                          * concurrent thread might update its page table
1741                          * to point at a new folio while a device is
1742                          * still using this folio.
1743                          *
1744                          * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
1745                          */
1746                         dec_mm_counter(mm, mm_counter_file(&folio->page));
1747                 }
1748 discard:
1749                 /*
1750                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() it has be
1751                  * done above for all cases requiring it to happen under page
1752                  * table lock before mmu_notifier_invalidate_range_end()
1753                  *
1754                  * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
1755                  */
1756                 page_remove_rmap(subpage, vma, folio_test_hugetlb(folio));
1757                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
1758                         mlock_drain_local();
1759                 folio_put(folio);
1760         }
1761
1762         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
1763
1764         return ret;
1765 }
1766
1767 static bool invalid_migration_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1768 {
1769         return vma_is_temporary_stack(vma);
1770 }
1771
1772 static int folio_not_mapped(struct folio *folio)
1773 {
1774         return !folio_mapped(folio);
1775 }
1776
1777 /**
1778  * try_to_unmap - Try to remove all page table mappings to a folio.
1779  * @folio: The folio to unmap.
1780  * @flags: action and flags
1781  *
1782  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1783  * folio.  It is the caller's responsibility to check if the folio is
1784  * still mapped if needed (use TTU_SYNC to prevent accounting races).
1785  *
1786  * Context: Caller must hold the folio lock.
1787  */
1788 void try_to_unmap(struct folio *folio, enum ttu_flags flags)
1789 {
1790         struct rmap_walk_control rwc = {
1791                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1792                 .arg = (void *)flags,
1793                 .done = folio_not_mapped,
1794                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
1795         };
1796
1797         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
1798                 rmap_walk_locked(folio, &rwc);
1799         else
1800                 rmap_walk(folio, &rwc);
1801 }
1802
1803 /*
1804  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument.
1805  *
1806  * If TTU_SPLIT_HUGE_PMD is specified any PMD mappings will be split into PTEs
1807  * containing migration entries.
1808  */
1809 static bool try_to_migrate_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1810                      unsigned long address, void *arg)
1811 {
1812         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1813         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
1814         pte_t pteval;
1815         struct page *subpage;
1816         bool anon_exclusive, ret = true;
1817         struct mmu_notifier_range range;
1818         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)(long)arg;
1819
1820         /*
1821          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1822          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1823          * try_to_migrate() may return before page_mapped() has become false,
1824          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1825          */
1826         if (flags & TTU_SYNC)
1827                 pvmw.flags = PVMW_SYNC;
1828
1829         /*
1830          * unmap_page() in mm/huge_memory.c is the only user of migration with
1831          * TTU_SPLIT_HUGE_PMD and it wants to freeze.
1832          */
1833         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD)
1834                 split_huge_pmd_address(vma, address, true, folio);
1835
1836         /*
1837          * For THP, we have to assume the worse case ie pmd for invalidation.
1838          * For hugetlb, it could be much worse if we need to do pud
1839          * invalidation in the case of pmd sharing.
1840          *
1841          * Note that the page can not be free in this function as call of
1842          * try_to_unmap() must hold a reference on the page.
1843          */
1844         range.end = vma_address_end(&pvmw);
1845         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_CLEAR, 0, vma->vm_mm,
1846                                 address, range.end);
1847         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1848                 /*
1849                  * If sharing is possible, start and end will be adjusted
1850                  * accordingly.
1851                  */
1852                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &range.start,
1853                                                      &range.end);
1854         }
1855         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
1856
1857         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1858 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1859                 /* PMD-mapped THP migration entry */
1860                 if (!pvmw.pte) {
1861                         subpage = folio_page(folio,
1862                                 pmd_pfn(*pvmw.pmd) - folio_pfn(folio));
1863                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_hugetlb(folio) ||
1864                                         !folio_test_pmd_mappable(folio), folio);
1865
1866                         if (set_pmd_migration_entry(&pvmw, subpage)) {
1867                                 ret = false;
1868                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1869                                 break;
1870                         }
1871                         continue;
1872                 }
1873 #endif
1874
1875                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1876                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
1877
1878                 if (folio_is_zone_device(folio)) {
1879                         /*
1880                          * Our PTE is a non-present device exclusive entry and
1881                          * calculating the subpage as for the common case would
1882                          * result in an invalid pointer.
1883                          *
1884                          * Since only PAGE_SIZE pages can currently be
1885                          * migrated, just set it to page. This will need to be
1886                          * changed when hugepage migrations to device private
1887                          * memory are supported.
1888                          */
1889                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(folio) > 1, folio);
1890                         subpage = &folio->page;
1891                 } else {
1892                         subpage = folio_page(folio,
1893                                         pte_pfn(*pvmw.pte) - folio_pfn(folio));
1894                 }
1895                 address = pvmw.address;
1896                 anon_exclusive = folio_test_anon(folio) &&
1897                                  PageAnonExclusive(subpage);
1898
1899                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1900                         bool anon = folio_test_anon(folio);
1901
1902                         /*
1903                          * huge_pmd_unshare may unmap an entire PMD page.
1904                          * There is no way of knowing exactly which PMDs may
1905                          * be cached for this mm, so we must flush them all.
1906                          * start/end were already adjusted above to cover this
1907                          * range.
1908                          */
1909                         flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1910
1911                         /*
1912                          * To call huge_pmd_unshare, i_mmap_rwsem must be
1913                          * held in write mode.  Caller needs to explicitly
1914                          * do this outside rmap routines.
1915                          *
1916                          * We also must hold hugetlb vma_lock in write mode.
1917                          * Lock order dictates acquiring vma_lock BEFORE
1918                          * i_mmap_rwsem.  We can only try lock here and
1919                          * fail if unsuccessful.
1920                          */
1921                         if (!anon) {
1922                                 VM_BUG_ON(!(flags & TTU_RMAP_LOCKED));
1923                                 if (!hugetlb_vma_trylock_write(vma)) {
1924                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1925                                         ret = false;
1926                                         break;
1927                                 }
1928                                 if (huge_pmd_unshare(mm, vma, address, pvmw.pte)) {
1929                                         hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1930                                         flush_tlb_range(vma,
1931                                                 range.start, range.end);
1932                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1933                                                 range.start, range.end);
1934
1935                                         /*
1936                                          * The ref count of the PMD page was
1937                                          * dropped which is part of the way map
1938                                          * counting is done for shared PMDs.
1939                                          * Return 'true' here.  When there is
1940                                          * no other sharing, huge_pmd_unshare
1941                                          * returns false and we will unmap the
1942                                          * actual page and drop map count
1943                                          * to zero.
1944                                          */
1945                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1946                                         break;
1947                                 }
1948                                 hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1949                         }
1950                         /* Nuke the hugetlb page table entry */
1951                         pteval = huge_ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1952                 } else {
1953                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pvmw.pte));
1954                         /* Nuke the page table entry. */
1955                         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1956                                 /*
1957                                  * We clear the PTE but do not flush so potentially
1958                                  * a remote CPU could still be writing to the folio.
1959                                  * If the entry was previously clean then the
1960                                  * architecture must guarantee that a clear->dirty
1961                                  * transition on a cached TLB entry is written through
1962                                  * and traps if the PTE is unmapped.
1963                                  */
1964                                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1965
1966                                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pte_dirty(pteval));
1967                         } else {
1968                                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1969                         }
1970                 }
1971
1972                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
1973                 if (pte_dirty(pteval))
1974                         folio_mark_dirty(folio);
1975
1976                 /* Update high watermark before we lower rss */
1977                 update_hiwater_rss(mm);
1978
1979                 if (folio_is_device_private(folio)) {
1980                         unsigned long pfn = folio_pfn(folio);
1981                         swp_entry_t entry;
1982                         pte_t swp_pte;
1983
1984                         if (anon_exclusive)
1985                                 BUG_ON(page_try_share_anon_rmap(subpage));
1986
1987                         /*
1988                          * Store the pfn of the page in a special migration
1989                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1990                          * pte is removed and then restart fault handling.
1991                          */
1992                         entry = pte_to_swp_entry(pteval);
1993                         if (is_writable_device_private_entry(entry))
1994                                 entry = make_writable_migration_entry(pfn);
1995                         else if (anon_exclusive)
1996                                 entry = make_readable_exclusive_migration_entry(pfn);
1997                         else
1998                                 entry = make_readable_migration_entry(pfn);
1999                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2000
2001                         /*
2002                          * pteval maps a zone device page and is therefore
2003                          * a swap pte.
2004                          */
2005                         if (pte_swp_soft_dirty(pteval))
2006                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2007                         if (pte_swp_uffd_wp(pteval))
2008                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2009                         set_pte_at(mm, pvmw.address, pvmw.pte, swp_pte);
2010                         trace_set_migration_pte(pvmw.address, pte_val(swp_pte),
2011                                                 compound_order(&folio->page));
2012                         /*
2013                          * No need to invalidate here it will synchronize on
2014                          * against the special swap migration pte.
2015                          */
2016                 } else if (PageHWPoison(subpage)) {
2017                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
2018                         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
2019                                 hugetlb_count_sub(folio_nr_pages(folio), mm);
2020                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2021                         } else {
2022                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
2023                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2024                         }
2025
2026                 } else if (pte_unused(pteval) && !userfaultfd_armed(vma)) {
2027                         /*
2028                          * The guest indicated that the page content is of no
2029                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
2030                          * will take care of the rest.
2031                          * A future reference will then fault in a new zero
2032                          * page. When userfaultfd is active, we must not drop
2033                          * this page though, as its main user (postcopy
2034                          * migration) will not expect userfaults on already
2035                          * copied pages.
2036                          */
2037                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
2038                         /* We have to invalidate as we cleared the pte */
2039                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
2040                                                       address + PAGE_SIZE);
2041                 } else {
2042                         swp_entry_t entry;
2043                         pte_t swp_pte;
2044
2045                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
2046                                 if (folio_test_hugetlb(folio))
2047                                         set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2048                                 else
2049                                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2050                                 ret = false;
2051                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2052                                 break;
2053                         }
2054                         VM_BUG_ON_PAGE(pte_write(pteval) && folio_test_anon(folio) &&
2055                                        !anon_exclusive, subpage);
2056
2057                         /* See page_try_share_anon_rmap(): clear PTE first. */
2058                         if (anon_exclusive &&
2059                             page_try_share_anon_rmap(subpage)) {
2060                                 if (folio_test_hugetlb(folio))
2061                                         set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2062                                 else
2063                                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2064                                 ret = false;
2065                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2066                                 break;
2067                         }
2068
2069                         /*
2070                          * Store the pfn of the page in a special migration
2071                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
2072                          * pte is removed and then restart fault handling.
2073                          */
2074                         if (pte_write(pteval))
2075                                 entry = make_writable_migration_entry(
2076                                                         page_to_pfn(subpage));
2077                         else if (anon_exclusive)
2078                                 entry = make_readable_exclusive_migration_entry(
2079                                                         page_to_pfn(subpage));
2080                         else
2081                                 entry = make_readable_migration_entry(
2082                                                         page_to_pfn(subpage));
2083                         if (pte_young(pteval))
2084                                 entry = make_migration_entry_young(entry);
2085                         if (pte_dirty(pteval))
2086                                 entry = make_migration_entry_dirty(entry);
2087                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2088                         if (pte_soft_dirty(pteval))
2089                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2090                         if (pte_uffd_wp(pteval))
2091                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2092                         if (folio_test_hugetlb(folio))
2093                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2094                         else
2095                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2096                         trace_set_migration_pte(address, pte_val(swp_pte),
2097                                                 compound_order(&folio->page));
2098                         /*
2099                          * No need to invalidate here it will synchronize on
2100                          * against the special swap migration pte.
2101                          */
2102                 }
2103
2104                 /*
2105                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() it has be
2106                  * done above for all cases requiring it to happen under page
2107                  * table lock before mmu_notifier_invalidate_range_end()
2108                  *
2109                  * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
2110                  */
2111                 page_remove_rmap(subpage, vma, folio_test_hugetlb(folio));
2112                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
2113                         mlock_drain_local();
2114                 folio_put(folio);
2115         }
2116
2117         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
2118
2119         return ret;
2120 }
2121
2122 /**
2123  * try_to_migrate - try to replace all page table mappings with swap entries
2124  * @folio: the folio to replace page table entries for
2125  * @flags: action and flags
2126  *
2127  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this folio and
2128  * replace them with special swap entries. Caller must hold the folio lock.
2129  */
2130 void try_to_migrate(struct folio *folio, enum ttu_flags flags)
2131 {
2132         struct rmap_walk_control rwc = {
2133                 .rmap_one = try_to_migrate_one,
2134                 .arg = (void *)flags,
2135                 .done = folio_not_mapped,
2136                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
2137         };
2138
2139         /*
2140          * Migration always ignores mlock and only supports TTU_RMAP_LOCKED and
2141          * TTU_SPLIT_HUGE_PMD, TTU_SYNC, and TTU_BATCH_FLUSH flags.
2142          */
2143         if (WARN_ON_ONCE(flags & ~(TTU_RMAP_LOCKED | TTU_SPLIT_HUGE_PMD |
2144                                         TTU_SYNC | TTU_BATCH_FLUSH)))
2145                 return;
2146
2147         if (folio_is_zone_device(folio) &&
2148             (!folio_is_device_private(folio) && !folio_is_device_coherent(folio)))
2149                 return;
2150
2151         /*
2152          * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
2153          * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
2154          * page tables leading to a race where migration cannot
2155          * find the migration ptes. Rather than increasing the
2156          * locking requirements of exec(), migration skips
2157          * temporary VMAs until after exec() completes.
2158          */
2159         if (!folio_test_ksm(folio) && folio_test_anon(folio))
2160                 rwc.invalid_vma = invalid_migration_vma;
2161
2162         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
2163                 rmap_walk_locked(folio, &rwc);
2164         else
2165                 rmap_walk(folio, &rwc);
2166 }
2167
2168 #ifdef CONFIG_DEVICE_PRIVATE
2169 struct make_exclusive_args {
2170         struct mm_struct *mm;
2171         unsigned long address;
2172         void *owner;
2173         bool valid;
2174 };
2175
2176 static bool page_make_device_exclusive_one(struct folio *folio,
2177                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, void *priv)
2178 {
2179         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2180         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
2181         struct make_exclusive_args *args = priv;
2182         pte_t pteval;
2183         struct page *subpage;
2184         bool ret = true;
2185         struct mmu_notifier_range range;
2186         swp_entry_t entry;
2187         pte_t swp_pte;
2188
2189         mmu_notifier_range_init_owner(&range, MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE, 0,
2190                                       vma->vm_mm, address, min(vma->vm_end,
2191                                       address + folio_size(folio)),
2192                                       args->owner);
2193         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
2194
2195         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
2196                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
2197                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
2198
2199                 if (!pte_present(*pvmw.pte)) {
2200                         ret = false;
2201                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2202                         break;
2203                 }
2204
2205                 subpage = folio_page(folio,
2206                                 pte_pfn(*pvmw.pte) - folio_pfn(folio));
2207                 address = pvmw.address;
2208
2209                 /* Nuke the page table entry. */
2210                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pvmw.pte));
2211                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
2212
2213                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
2214                 if (pte_dirty(pteval))
2215                         folio_mark_dirty(folio);
2216
2217                 /*
2218                  * Check that our target page is still mapped at the expected
2219                  * address.
2220                  */
2221                 if (args->mm == mm && args->address == address &&
2222                     pte_write(pteval))
2223                         args->valid = true;
2224
2225                 /*
2226                  * Store the pfn of the page in a special migration
2227                  * pte. do_swap_page() will wait until the migration
2228                  * pte is removed and then restart fault handling.
2229                  */
2230                 if (pte_write(pteval))
2231                         entry = make_writable_device_exclusive_entry(
2232                                                         page_to_pfn(subpage));
2233                 else
2234                         entry = make_readable_device_exclusive_entry(
2235                                                         page_to_pfn(subpage));
2236                 swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2237                 if (pte_soft_dirty(pteval))
2238                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2239                 if (pte_uffd_wp(pteval))
2240                         swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2241
2242                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2243
2244                 /*
2245                  * There is a reference on the page for the swap entry which has
2246                  * been removed, so shouldn't take another.
2247                  */
2248                 page_remove_rmap(subpage, vma, false);
2249         }
2250
2251         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
2252
2253         return ret;
2254 }
2255
2256 /**
2257  * folio_make_device_exclusive - Mark the folio exclusively owned by a device.
2258  * @folio: The folio to replace page table entries for.
2259  * @mm: The mm_struct where the folio is expected to be mapped.
2260  * @address: Address where the folio is expected to be mapped.
2261  * @owner: passed to MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE range notifier callbacks
2262  *
2263  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
2264  * folio and replace them with special device exclusive swap entries to
2265  * grant a device exclusive access to the folio.
2266  *
2267  * Context: Caller must hold the folio lock.
2268  * Return: false if the page is still mapped, or if it could not be unmapped
2269  * from the expected address. Otherwise returns true (success).
2270  */
2271 static bool folio_make_device_exclusive(struct folio *folio,
2272                 struct mm_struct *mm, unsigned long address, void *owner)
2273 {
2274         struct make_exclusive_args args = {
2275                 .mm = mm,
2276                 .address = address,
2277                 .owner = owner,
2278                 .valid = false,
2279         };
2280         struct rmap_walk_control rwc = {
2281                 .rmap_one = page_make_device_exclusive_one,
2282                 .done = folio_not_mapped,
2283                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
2284                 .arg = &args,
2285         };
2286
2287         /*
2288          * Restrict to anonymous folios for now to avoid potential writeback
2289          * issues.
2290          */
2291         if (!folio_test_anon(folio))
2292                 return false;
2293
2294         rmap_walk(folio, &rwc);
2295
2296         return args.valid && !folio_mapcount(folio);
2297 }
2298
2299 /**
2300  * make_device_exclusive_range() - Mark a range for exclusive use by a device
2301  * @mm: mm_struct of associated target process
2302  * @start: start of the region to mark for exclusive device access
2303  * @end: end address of region
2304  * @pages: returns the pages which were successfully marked for exclusive access
2305  * @owner: passed to MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE range notifier to allow filtering
2306  *
2307  * Returns: number of pages found in the range by GUP. A page is marked for
2308  * exclusive access only if the page pointer is non-NULL.
2309  *
2310  * This function finds ptes mapping page(s) to the given address range, locks
2311  * them and replaces mappings with special swap entries preventing userspace CPU
2312  * access. On fault these entries are replaced with the original mapping after
2313  * calling MMU notifiers.
2314  *
2315  * A driver using this to program access from a device must use a mmu notifier
2316  * critical section to hold a device specific lock during programming. Once
2317  * programming is complete it should drop the page lock and reference after
2318  * which point CPU access to the page will revoke the exclusive access.
2319  */
2320 int make_device_exclusive_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
2321                                 unsigned long end, struct page **pages,
2322                                 void *owner)
2323 {
2324         long npages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2325         long i;
2326
2327         npages = get_user_pages_remote(mm, start, npages,
2328                                        FOLL_GET | FOLL_WRITE | FOLL_SPLIT_PMD,
2329                                        pages, NULL, NULL);
2330         if (npages < 0)
2331                 return npages;
2332
2333         for (i = 0; i < npages; i++, start += PAGE_SIZE) {
2334                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2335                 if (PageTail(pages[i]) || !folio_trylock(folio)) {
2336                         folio_put(folio);
2337                         pages[i] = NULL;
2338                         continue;
2339                 }
2340
2341                 if (!folio_make_device_exclusive(folio, mm, start, owner)) {
2342                         folio_unlock(folio);
2343                         folio_put(folio);
2344                         pages[i] = NULL;
2345                 }
2346         }
2347
2348         return npages;
2349 }
2350 EXPORT_SYMBOL_GPL(make_device_exclusive_range);
2351 #endif
2352
2353 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
2354 {
2355         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
2356
2357         anon_vma_free(anon_vma);
2358         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
2359                 anon_vma_free(root);
2360 }
2361
2362 static struct anon_vma *rmap_walk_anon_lock(struct folio *folio,
2363                                             struct rmap_walk_control *rwc)
2364 {
2365         struct anon_vma *anon_vma;
2366
2367         if (rwc->anon_lock)
2368                 return rwc->anon_lock(folio, rwc);
2369
2370         /*
2371          * Note: remove_migration_ptes() cannot use folio_lock_anon_vma_read()
2372          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
2373          * are holding mmap_lock. Users without mmap_lock are required to
2374          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
2375          */
2376         anon_vma = folio_anon_vma(folio);
2377         if (!anon_vma)
2378                 return NULL;
2379
2380         if (anon_vma_trylock_read(anon_vma))
2381                 goto out;
2382
2383         if (rwc->try_lock) {
2384                 anon_vma = NULL;
2385                 rwc->contended = true;
2386                 goto out;
2387         }
2388
2389         anon_vma_lock_read(anon_vma);
2390 out:
2391         return anon_vma;
2392 }
2393
2394 /*
2395  * rmap_walk_anon - do something to anonymous page using the object-based
2396  * rmap method
2397  * @page: the page to be handled
2398  * @rwc: control variable according to each walk type
2399  *
2400  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
2401  * contained in the anon_vma struct it points to.
2402  */
2403 static void rmap_walk_anon(struct folio *folio,
2404                 struct rmap_walk_control *rwc, bool locked)
2405 {
2406         struct anon_vma *anon_vma;
2407         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
2408         struct anon_vma_chain *avc;
2409
2410         if (locked) {
2411                 anon_vma = folio_anon_vma(folio);
2412                 /* anon_vma disappear under us? */
2413                 VM_BUG_ON_FOLIO(!anon_vma, folio);
2414         } else {
2415                 anon_vma = rmap_walk_anon_lock(folio, rwc);
2416         }
2417         if (!anon_vma)
2418                 return;
2419
2420         pgoff_start = folio_pgoff(folio);
2421         pgoff_end = pgoff_start + folio_nr_pages(folio) - 1;
2422         anon_vma_interval_tree_foreach(avc, &anon_vma->rb_root,
2423                         pgoff_start, pgoff_end) {
2424                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
2425                 unsigned long address = vma_address(&folio->page, vma);
2426
2427                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
2428                 cond_resched();
2429
2430                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
2431                         continue;
2432
2433                 if (!rwc->rmap_one(folio, vma, address, rwc->arg))
2434                         break;
2435                 if (rwc->done && rwc->done(folio))
2436                         break;
2437         }
2438
2439         if (!locked)
2440                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
2441 }
2442
2443 /*
2444  * rmap_walk_file - do something to file page using the object-based rmap method
2445  * @page: the page to be handled
2446  * @rwc: control variable according to each walk type
2447  *
2448  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
2449  * contained in the address_space struct it points to.
2450  */
2451 static void rmap_walk_file(struct folio *folio,
2452                 struct rmap_walk_control *rwc, bool locked)
2453 {
2454         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
2455         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
2456         struct vm_area_struct *vma;
2457
2458         /*
2459          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
2460          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
2461          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
2462          * so we can safely take mapping->i_mmap_rwsem.
2463          */
2464         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
2465
2466         if (!mapping)
2467                 return;
2468
2469         pgoff_start = folio_pgoff(folio);
2470         pgoff_end = pgoff_start + folio_nr_pages(folio) - 1;
2471         if (!locked) {
2472                 if (i_mmap_trylock_read(mapping))
2473                         goto lookup;
2474
2475                 if (rwc->try_lock) {
2476                         rwc->contended = true;
2477                         return;
2478                 }
2479
2480                 i_mmap_lock_read(mapping);
2481         }
2482 lookup:
2483         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap,
2484                         pgoff_start, pgoff_end) {
2485                 unsigned long address = vma_address(&folio->page, vma);
2486
2487                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
2488                 cond_resched();
2489
2490                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
2491                         continue;
2492
2493                 if (!rwc->rmap_one(folio, vma, address, rwc->arg))
2494                         goto done;
2495                 if (rwc->done && rwc->done(folio))
2496                         goto done;
2497         }
2498
2499 done:
2500         if (!locked)
2501                 i_mmap_unlock_read(mapping);
2502 }
2503
2504 void rmap_walk(struct folio *folio, struct rmap_walk_control *rwc)
2505 {
2506         if (unlikely(folio_test_ksm(folio)))
2507                 rmap_walk_ksm(folio, rwc);
2508         else if (folio_test_anon(folio))
2509                 rmap_walk_anon(folio, rwc, false);
2510         else
2511                 rmap_walk_file(folio, rwc, false);
2512 }
2513
2514 /* Like rmap_walk, but caller holds relevant rmap lock */
2515 void rmap_walk_locked(struct folio *folio, struct rmap_walk_control *rwc)
2516 {
2517         /* no ksm support for now */
2518         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_ksm(folio), folio);
2519         if (folio_test_anon(folio))
2520                 rmap_walk_anon(folio, rwc, true);
2521         else
2522                 rmap_walk_file(folio, rwc, true);
2523 }
2524
2525 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2526 /*
2527  * The following two functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
2528  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
2529  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
2530  *
2531  * RMAP_COMPOUND is ignored.
2532  */
2533 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
2534                             unsigned long address, rmap_t flags)
2535 {
2536         struct folio *folio = page_folio(page);
2537         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
2538         int first;
2539
2540         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
2541         BUG_ON(!anon_vma);
2542         /* address might be in next vma when migration races vma_merge */
2543         first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
2544         VM_BUG_ON_PAGE(!first && (flags & RMAP_EXCLUSIVE), page);
2545         VM_BUG_ON_PAGE(!first && PageAnonExclusive(page), page);
2546         if (first)
2547                 __page_set_anon_rmap(folio, page, vma, address,
2548                                      !!(flags & RMAP_EXCLUSIVE));
2549 }
2550
2551 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct folio *folio,
2552                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
2553 {
2554         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
2555         /* increment count (starts at -1) */
2556         atomic_set(&folio->_entire_mapcount, 0);
2557         folio_clear_hugetlb_restore_reserve(folio);
2558         __page_set_anon_rmap(folio, &folio->page, vma, address, 1);
2559 }
2560 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */