mm/rmap.c

   1 /*
   2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
   3  *
   4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
   5  * Released under the General Public License (GPL).
   6  *
   7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
   8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
   9  *
  10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
  11  * the anon methods track anonymous pages, and
  12  * the file methods track pages belonging to an inode.
  13  *
  14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
  15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
  16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
  17  * Contributions by Hugh Dickins <hugh@veritas.com> 2003, 2004
  18  */
  19
  20 /*
  21  * Lock ordering in mm:
  22  *
  23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
  24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
  25  *   mm->mmap_sem
  26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
  27  *       mapping->i_mmap_lock
  28  *         anon_vma->lock
  29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
  30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
  31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
  32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
  33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
  34  *               inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
  35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
  36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
  37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
  38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
  39  */
  40
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/pagemap.h>
  43 #include <linux/swap.h>
  44 #include <linux/swapops.h>
  45 #include <linux/slab.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/rmap.h>
  48 #include <linux/rcupdate.h>
  49 #include <linux/module.h>
  50 #include <linux/kallsyms.h>
  51
  52 #include <asm/tlbflush.h>
  53
  54 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
  55
  56 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
  57 {
  58 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
  59         struct anon_vma *anon_vma = find_vma->anon_vma;
  60         struct vm_area_struct *vma;
  61         unsigned int mapcount = 0;
  62         int found = 0;
  63
  64         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
  65                 mapcount++;
  66                 BUG_ON(mapcount > 100000);
  67                 if (vma == find_vma)
  68                         found = 1;
  69         }
  70         BUG_ON(!found);
  71 #endif
  72 }
  73
  74 /* This must be called under the mmap_sem. */
  75 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
  76 {
  77         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
  78
  79         might_sleep();
  80         if (unlikely(!anon_vma)) {
  81                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  82                 struct anon_vma *allocated, *locked;
  83
  84                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
  85                 if (anon_vma) {
  86                         allocated = NULL;
  87                         locked = anon_vma;
  88                         spin_lock(&locked->lock);
  89                 } else {
  90                         anon_vma = anon_vma_alloc();
  91                         if (unlikely(!anon_vma))
  92                                 return -ENOMEM;
  93                         allocated = anon_vma;
  94                         locked = NULL;
  95                 }
  96
  97                 /* page_table_lock to protect against threads */
  98                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
  99                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
 100                         vma->anon_vma = anon_vma;
 101                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 102                         allocated = NULL;
 103                 }
 104                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 105
 106                 if (locked)
 107                         spin_unlock(&locked->lock);
 108                 if (unlikely(allocated))
 109                         anon_vma_free(allocated);
 110         }
 111         return 0;
 112 }
 113
 114 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
 115 {
 116         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
 117         list_del(&next->anon_vma_node);
 118 }
 119
 120 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 121 {
 122         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 123
 124         if (anon_vma) {
 125                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 126                 validate_anon_vma(vma);
 127         }
 128 }
 129
 130 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 131 {
 132         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 133
 134         if (anon_vma) {
 135                 spin_lock(&anon_vma->lock);
 136                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 137                 validate_anon_vma(vma);
 138                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
 139         }
 140 }
 141
 142 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
 143 {
 144         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 145         int empty;
 146
 147         if (!anon_vma)
 148                 return;
 149
 150         spin_lock(&anon_vma->lock);
 151         validate_anon_vma(vma);
 152         list_del(&vma->anon_vma_node);
 153
 154         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
 155         empty = list_empty(&anon_vma->head);
 156         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 157
 158         if (empty)
 159                 anon_vma_free(anon_vma);
 160 }
 161
 162 static void anon_vma_ctor(void *data, struct kmem_cache *cachep,
 163                           unsigned long flags)
 164 {
 165         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
 166                                                 SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
 167                 struct anon_vma *anon_vma = data;
 168
 169                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
 170                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
 171         }
 172 }
 173
 174 void __init anon_vma_init(void)
 175 {
 176         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
 177                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
 178 }
 179
 180 /*
 181  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
 182  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
 183  */
 184 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
 185 {
 186         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
 187         unsigned long anon_mapping;
 188
 189         rcu_read_lock();
 190         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
 191         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
 192                 goto out;
 193         if (!page_mapped(page))
 194                 goto out;
 195
 196         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 197         spin_lock(&anon_vma->lock);
 198 out:
 199         rcu_read_unlock();
 200         return anon_vma;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * At what user virtual address is page expected in vma?
 205  */
 206 static inline unsigned long
 207 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 208 {
 209         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 210         unsigned long address;
 211
 212         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
 213         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
 214                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
 215                 BUG_ON(!PageAnon(page));
 216                 return -EFAULT;
 217         }
 218         return address;
 219 }
 220
 221 /*
 222  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
 223  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
 224  */
 225 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 226 {
 227         if (PageAnon(page)) {
 228                 if ((void *)vma->anon_vma !=
 229                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
 230                         return -EFAULT;
 231         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 232                 if (!vma->vm_file ||
 233                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
 234                         return -EFAULT;
 235         } else
 236                 return -EFAULT;
 237         return vma_address(page, vma);
 238 }
 239
 240 /*
 241  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
 242  *
 243  * On success returns with pte mapped and locked.
 244  */
 245 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
 246                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
 247 {
 248         pgd_t *pgd;
 249         pud_t *pud;
 250         pmd_t *pmd;
 251         pte_t *pte;
 252         spinlock_t *ptl;
 253
 254         pgd = pgd_offset(mm, address);
 255         if (!pgd_present(*pgd))
 256                 return NULL;
 257
 258         pud = pud_offset(pgd, address);
 259         if (!pud_present(*pud))
 260                 return NULL;
 261
 262         pmd = pmd_offset(pud, address);
 263         if (!pmd_present(*pmd))
 264                 return NULL;
 265
 266         pte = pte_offset_map(pmd, address);
 267         /* Make a quick check before getting the lock */
 268         if (!pte_present(*pte)) {
 269                 pte_unmap(pte);
 270                 return NULL;
 271         }
 272
 273         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 274         spin_lock(ptl);
 275         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
 276                 *ptlp = ptl;
 277                 return pte;
 278         }
 279         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 280         return NULL;
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
 285  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
 286  */
 287 static int page_referenced_one(struct page *page,
 288         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
 289 {
 290         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 291         unsigned long address;
 292         pte_t *pte;
 293         spinlock_t *ptl;
 294         int referenced = 0;
 295
 296         address = vma_address(page, vma);
 297         if (address == -EFAULT)
 298                 goto out;
 299
 300         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 301         if (!pte)
 302                 goto out;
 303
 304         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 305                 referenced++;
 306
 307         /* Pretend the page is referenced if the task has the
 308            swap token and is in the middle of a page fault. */
 309         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
 310                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
 311                 referenced++;
 312
 313         (*mapcount)--;
 314         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 315 out:
 316         return referenced;
 317 }
 318
 319 static int page_referenced_anon(struct page *page)
 320 {
 321         unsigned int mapcount;
 322         struct anon_vma *anon_vma;
 323         struct vm_area_struct *vma;
 324         int referenced = 0;
 325
 326         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 327         if (!anon_vma)
 328                 return referenced;
 329
 330         mapcount = page_mapcount(page);
 331         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 332                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 333                 if (!mapcount)
 334                         break;
 335         }
 336         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 337         return referenced;
 338 }
 339
 340 /**
 341  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
 342  * @page: the page we're checking references on.
 343  *
 344  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
 345  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
 346  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
 347  * of references it found.
 348  *
 349  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
 350  */
 351 static int page_referenced_file(struct page *page)
 352 {
 353         unsigned int mapcount;
 354         struct address_space *mapping = page->mapping;
 355         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 356         struct vm_area_struct *vma;
 357         struct prio_tree_iter iter;
 358         int referenced = 0;
 359
 360         /*
 361          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
 362          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
 363          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
 364          */
 365         BUG_ON(PageAnon(page));
 366
 367         /*
 368          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
 369          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
 370          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
 371          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
 372          */
 373         BUG_ON(!PageLocked(page));
 374
 375         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 376
 377         /*
 378          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
 379          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
 380          */
 381         mapcount = page_mapcount(page);
 382
 383         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 384                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
 385                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
 386                         referenced++;
 387                         break;
 388                 }
 389                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 390                 if (!mapcount)
 391                         break;
 392         }
 393
 394         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 395         return referenced;
 396 }
 397
 398 /**
 399  * page_referenced - test if the page was referenced
 400  * @page: the page to test
 401  * @is_locked: caller holds lock on the page
 402  *
 403  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
 404  * returns the number of ptes which referenced the page.
 405  */
 406 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
 407 {
 408         int referenced = 0;
 409
 410         if (page_test_and_clear_young(page))
 411                 referenced++;
 412
 413         if (TestClearPageReferenced(page))
 414                 referenced++;
 415
 416         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
 417                 if (PageAnon(page))
 418                         referenced += page_referenced_anon(page);
 419                 else if (is_locked)
 420                         referenced += page_referenced_file(page);
 421                 else if (TestSetPageLocked(page))
 422                         referenced++;
 423                 else {
 424                         if (page->mapping)
 425                                 referenced += page_referenced_file(page);
 426                         unlock_page(page);
 427                 }
 428         }
 429         return referenced;
 430 }
 431
 432 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 433 {
 434         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 435         unsigned long address;
 436         pte_t *pte;
 437         spinlock_t *ptl;
 438         int ret = 0;
 439
 440         address = vma_address(page, vma);
 441         if (address == -EFAULT)
 442                 goto out;
 443
 444         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 445         if (!pte)
 446                 goto out;
 447
 448         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
 449                 pte_t entry;
 450
 451                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 452                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 453                 entry = pte_wrprotect(entry);
 454                 entry = pte_mkclean(entry);
 455                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
 456                 lazy_mmu_prot_update(entry);
 457                 ret = 1;
 458         }
 459
 460         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 461 out:
 462         return ret;
 463 }
 464
 465 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
 466 {
 467         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 468         struct vm_area_struct *vma;
 469         struct prio_tree_iter iter;
 470         int ret = 0;
 471
 472         BUG_ON(PageAnon(page));
 473
 474         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 475         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 476                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
 477                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
 478         }
 479         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 480         return ret;
 481 }
 482
 483 int page_mkclean(struct page *page)
 484 {
 485         int ret = 0;
 486
 487         BUG_ON(!PageLocked(page));
 488
 489         if (page_mapped(page)) {
 490                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
 491                 if (mapping)
 492                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
 493         }
 494         if (page_test_and_clear_dirty(page))
 495                 ret = 1;
 496
 497         return ret;
 498 }
 499
 500 /**
 501  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
 502  * @page:       the page to add the mapping to
 503  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 504  * @address:    the user virtual address mapped
 505  */
 506 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
 507         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 508 {
 509         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 510
 511         BUG_ON(!anon_vma);
 512         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
 513         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
 514
 515         page->index = linear_page_index(vma, address);
 516
 517         /*
 518          * nr_mapped state can be updated without turning off
 519          * interrupts because it is not modified via interrupt.
 520          */
 521         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
 522 }
 523
 524 /**
 525  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
 526  * @page:       the page to add the mapping to
 527  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 528  * @address:    the user virtual address mapped
 529  *
 530  * The caller needs to hold the pte lock.
 531  */
 532 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
 533         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 534 {
 535         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 536                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 537         /* else checking page index and mapping is racy */
 538 }
 539
 540 /*
 541  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
 542  * @page:       the page to add the mapping to
 543  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 544  * @address:    the user virtual address mapped
 545  *
 546  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
 547  * This means the inc-and-test can be bypassed.
 548  */
 549 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
 550         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 551 {
 552         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
 553         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 554 }
 555
 556 /**
 557  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
 558  * @page: the page to add the mapping to
 559  *
 560  * The caller needs to hold the pte lock.
 561  */
 562 void page_add_file_rmap(struct page *page)
 563 {
 564         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 565                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
 566 }
 567
 568 /**
 569  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
 570  * @page: page to remove mapping from
 571  *
 572  * The caller needs to hold the pte lock.
 573  */
 574 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 575 {
 576         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
 577                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
 578                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
 579                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
 580                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
 581                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
 582                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
 583                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
 584                         if (vma->vm_ops)
 585                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
 586                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
 587                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
 588                         BUG();
 589                 }
 590
 591                 /*
 592                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
 593                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
 594                  * which increments mapcount after us but sets mapping
 595                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
 596                  * and remember that it's only reliable while mapped.
 597                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
 598                  * faster for those pages still in swapcache.
 599                  */
 600                 if (page_test_and_clear_dirty(page))
 601                         set_page_dirty(page);
 602                 __dec_zone_page_state(page,
 603                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
 604         }
 605 }
 606
 607 /*
 608  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
 609  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
 610  */
 611 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
 612                                 int migration)
 613 {
 614         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 615         unsigned long address;
 616         pte_t *pte;
 617         pte_t pteval;
 618         spinlock_t *ptl;
 619         int ret = SWAP_AGAIN;
 620
 621         address = vma_address(page, vma);
 622         if (address == -EFAULT)
 623                 goto out;
 624
 625         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 626         if (!pte)
 627                 goto out;
 628
 629         /*
 630          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
 631          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
 632          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
 633          */
 634         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
 635                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
 636                 ret = SWAP_FAIL;
 637                 goto out_unmap;
 638         }
 639
 640         /* Nuke the page table entry. */
 641         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
 642         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 643
 644         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 645         if (pte_dirty(pteval))
 646                 set_page_dirty(page);
 647
 648         /* Update high watermark before we lower rss */
 649         update_hiwater_rss(mm);
 650
 651         if (PageAnon(page)) {
 652                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
 653
 654                 if (PageSwapCache(page)) {
 655                         /*
 656                          * Store the swap location in the pte.
 657                          * See handle_pte_fault() ...
 658                          */
 659                         swap_duplicate(entry);
 660                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
 661                                 spin_lock(&mmlist_lock);
 662                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
 663                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
 664                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
 665                         }
 666                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
 667 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 668                 } else {
 669                         /*
 670                          * Store the pfn of the page in a special migration
 671                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
 672                          * pte is removed and then restart fault handling.
 673                          */
 674                         BUG_ON(!migration);
 675                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 676 #endif
 677                 }
 678                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 679                 BUG_ON(pte_file(*pte));
 680         } else
 681 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 682         if (migration) {
 683                 /* Establish migration entry for a file page */
 684                 swp_entry_t entry;
 685                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 686                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 687         } else
 688 #endif
 689                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 690
 691
 692         page_remove_rmap(page, vma);
 693         page_cache_release(page);
 694
 695 out_unmap:
 696         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 697 out:
 698         return ret;
 699 }
 700
 701 /*
 702  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
 703  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
 704  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
 705  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
 706  *
 707  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
 708  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
 709  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
 710  * around the vma's virtual address space.
 711  *
 712  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
 713  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
 714  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
 715  *
 716  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
 717  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
 718  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
 719  */
 720 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
 721 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
 722
 723 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
 724         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
 725 {
 726         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 727         pgd_t *pgd;
 728         pud_t *pud;
 729         pmd_t *pmd;
 730         pte_t *pte;
 731         pte_t pteval;
 732         spinlock_t *ptl;
 733         struct page *page;
 734         unsigned long address;
 735         unsigned long end;
 736
 737         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
 738         end = address + CLUSTER_SIZE;
 739         if (address < vma->vm_start)
 740                 address = vma->vm_start;
 741         if (end > vma->vm_end)
 742                 end = vma->vm_end;
 743
 744         pgd = pgd_offset(mm, address);
 745         if (!pgd_present(*pgd))
 746                 return;
 747
 748         pud = pud_offset(pgd, address);
 749         if (!pud_present(*pud))
 750                 return;
 751
 752         pmd = pmd_offset(pud, address);
 753         if (!pmd_present(*pmd))
 754                 return;
 755
 756         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 757
 758         /* Update high watermark before we lower rss */
 759         update_hiwater_rss(mm);
 760
 761         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
 762                 if (!pte_present(*pte))
 763                         continue;
 764                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
 765                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
 766
 767                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 768                         continue;
 769
 770                 /* Nuke the page table entry. */
 771                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 772                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 773
 774                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
 775                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
 776                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
 777
 778                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 779                 if (pte_dirty(pteval))
 780                         set_page_dirty(page);
 781
 782                 page_remove_rmap(page, vma);
 783                 page_cache_release(page);
 784                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 785                 (*mapcount)--;
 786         }
 787         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 788 }
 789
 790 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
 791 {
 792         struct anon_vma *anon_vma;
 793         struct vm_area_struct *vma;
 794         int ret = SWAP_AGAIN;
 795
 796         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 797         if (!anon_vma)
 798                 return ret;
 799
 800         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 801                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 802                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 803                         break;
 804         }
 805         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 806         return ret;
 807 }
 808
 809 /**
 810  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
 811  * @page: the page to unmap
 812  *
 813  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
 814  * contained in the address_space struct it points to.
 815  *
 816  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
 817  */
 818 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
 819 {
 820         struct address_space *mapping = page->mapping;
 821         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 822         struct vm_area_struct *vma;
 823         struct prio_tree_iter iter;
 824         int ret = SWAP_AGAIN;
 825         unsigned long cursor;
 826         unsigned long max_nl_cursor = 0;
 827         unsigned long max_nl_size = 0;
 828         unsigned int mapcount;
 829
 830         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 831         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 832                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 833                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 834                         goto out;
 835         }
 836
 837         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
 838                 goto out;
 839
 840         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 841                                                 shared.vm_set.list) {
 842                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 843                         continue;
 844                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 845                 if (cursor > max_nl_cursor)
 846                         max_nl_cursor = cursor;
 847                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
 848                 if (cursor > max_nl_size)
 849                         max_nl_size = cursor;
 850         }
 851
 852         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
 853                 ret = SWAP_FAIL;
 854                 goto out;
 855         }
 856
 857         /*
 858          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
 859          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
 860          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
 861          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
 862          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
 863          */
 864         mapcount = page_mapcount(page);
 865         if (!mapcount)
 866                 goto out;
 867         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 868
 869         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
 870         if (max_nl_cursor == 0)
 871                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
 872
 873         do {
 874                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 875                                                 shared.vm_set.list) {
 876                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 877                                 continue;
 878                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 879                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
 880                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
 881                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
 882                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
 883                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
 884                                 if ((int)mapcount <= 0)
 885                                         goto out;
 886                         }
 887                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
 888                 }
 889                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 890                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
 891         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
 892
 893         /*
 894          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
 895          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
 896          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
 897          */
 898         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
 899                 vma->vm_private_data = NULL;
 900 out:
 901         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 902         return ret;
 903 }
 904
 905 /**
 906  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
 907  * @page: the page to get unmapped
 908  *
 909  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
 910  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
 911  * Return values are:
 912  *
 913  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
 914  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
 915  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
 916  */
 917 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
 918 {
 919         int ret;
 920
 921         BUG_ON(!PageLocked(page));
 922
 923         if (PageAnon(page))
 924                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
 925         else
 926                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
 927
 928         if (!page_mapped(page))
 929                 ret = SWAP_SUCCESS;
 930         return ret;
 931 }
 932