memory-hotplug: use dev_online for memhp_auto_online
[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_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   mm->mmap_sem
25  *     page->flags PG_locked (lock_page)
26  *       hugetlbfs_i_mmap_rwsem_key (in huge_pmd_share)
27  *         mapping->i_mmap_rwsem
28  *           anon_vma->rwsem
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  *                   mem_cgroup_{begin,end}_page_stat (memcg->move_lock)
35  *                     mapping->tree_lock (widely used)
36  *                 inode->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
37  *                 bdi.wb->list_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
38  *                   sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
39  *                   mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
40  *                             in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
41  *                             within bdi.wb->list_lock in __sync_single_inode)
42  *
43  * anon_vma->rwsem,mapping->i_mutex      (memory_failure, collect_procs_anon)
44  *   ->tasklist_lock
45  *     pte map lock
46  */
47
48 #include <linux/mm.h>
49 #include <linux/pagemap.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/slab.h>
53 #include <linux/init.h>
54 #include <linux/ksm.h>
55 #include <linux/rmap.h>
56 #include <linux/rcupdate.h>
57 #include <linux/export.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/mmu_notifier.h>
60 #include <linux/migrate.h>
61 #include <linux/hugetlb.h>
62 #include <linux/backing-dev.h>
63 #include <linux/page_idle.h>
64
65 #include <asm/tlbflush.h>
66
67 #include <trace/events/tlb.h>
68
69 #include "internal.h"
70
71 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
72 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
73
74 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
75 {
76         struct anon_vma *anon_vma;
77
78         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
79         if (anon_vma) {
80                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
81                 anon_vma->degree = 1;   /* Reference for first vma */
82                 anon_vma->parent = anon_vma;
83                 /*
84                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
85                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
86                  */
87                 anon_vma->root = anon_vma;
88         }
89
90         return anon_vma;
91 }
92
93 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
94 {
95         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
96
97         /*
98          * Synchronize against page_lock_anon_vma_read() such that
99          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
100          * freed.
101          *
102          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
103          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
104          * down_read_trylock() from page_lock_anon_vma_read(). This orders:
105          *
106          * page_lock_anon_vma_read()    VS      put_anon_vma()
107          *   down_read_trylock()                  atomic_dec_and_test()
108          *   LOCK                                 MB
109          *   atomic_read()                        rwsem_is_locked()
110          *
111          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
112          * happen _before_ what follows.
113          */
114         might_sleep();
115         if (rwsem_is_locked(&anon_vma->root->rwsem)) {
116                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
117                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
118         }
119
120         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
121 }
122
123 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(gfp_t gfp)
124 {
125         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, gfp);
126 }
127
128 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
129 {
130         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
131 }
132
133 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
134                                 struct anon_vma_chain *avc,
135                                 struct anon_vma *anon_vma)
136 {
137         avc->vma = vma;
138         avc->anon_vma = anon_vma;
139         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
140         anon_vma_interval_tree_insert(avc, &anon_vma->rb_root);
141 }
142
143 /**
144  * __anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
145  * @vma: the memory region in question
146  *
147  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
148  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
149  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
150  *
151  * The common case will be that we already have one, which
152  * is handled inline by anon_vma_prepare(). But if
153  * not we either need to find an adjacent mapping that we
154  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
155  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
156  * allocate a new one.
157  *
158  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
159  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma_read()
160  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
161  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
162  * anon_vma isn't actually destroyed).
163  *
164  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
165  * for the new allocation. At the same time, we do not want
166  * to do any locking for the common case of already having
167  * an anon_vma.
168  *
169  * This must be called with the mmap_sem held for reading.
170  */
171 int __anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
172 {
173         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
174         struct anon_vma *anon_vma, *allocated;
175         struct anon_vma_chain *avc;
176
177         might_sleep();
178
179         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
180         if (!avc)
181                 goto out_enomem;
182
183         anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
184         allocated = NULL;
185         if (!anon_vma) {
186                 anon_vma = anon_vma_alloc();
187                 if (unlikely(!anon_vma))
188                         goto out_enomem_free_avc;
189                 allocated = anon_vma;
190         }
191
192         anon_vma_lock_write(anon_vma);
193         /* page_table_lock to protect against threads */
194         spin_lock(&mm->page_table_lock);
195         if (likely(!vma->anon_vma)) {
196                 vma->anon_vma = anon_vma;
197                 anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
198                 /* vma reference or self-parent link for new root */
199                 anon_vma->degree++;
200                 allocated = NULL;
201                 avc = NULL;
202         }
203         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
204         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
205
206         if (unlikely(allocated))
207                 put_anon_vma(allocated);
208         if (unlikely(avc))
209                 anon_vma_chain_free(avc);
210
211         return 0;
212
213  out_enomem_free_avc:
214         anon_vma_chain_free(avc);
215  out_enomem:
216         return -ENOMEM;
217 }
218
219 /*
220  * This is a useful helper function for locking the anon_vma root as
221  * we traverse the vma->anon_vma_chain, looping over anon_vma's that
222  * have the same vma.
223  *
224  * Such anon_vma's should have the same root, so you'd expect to see
225  * just a single mutex_lock for the whole traversal.
226  */
227 static inline struct anon_vma *lock_anon_vma_root(struct anon_vma *root, struct anon_vma *anon_vma)
228 {
229         struct anon_vma *new_root = anon_vma->root;
230         if (new_root != root) {
231                 if (WARN_ON_ONCE(root))
232                         up_write(&root->rwsem);
233                 root = new_root;
234                 down_write(&root->rwsem);
235         }
236         return root;
237 }
238
239 static inline void unlock_anon_vma_root(struct anon_vma *root)
240 {
241         if (root)
242                 up_write(&root->rwsem);
243 }
244
245 /*
246  * Attach the anon_vmas from src to dst.
247  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
248  *
249  * If dst->anon_vma is NULL this function tries to find and reuse existing
250  * anon_vma which has no vmas and only one child anon_vma. This prevents
251  * degradation of anon_vma hierarchy to endless linear chain in case of
252  * constantly forking task. On the other hand, an anon_vma with more than one
253  * child isn't reused even if there was no alive vma, thus rmap walker has a
254  * good chance of avoiding scanning the whole hierarchy when it searches where
255  * page is mapped.
256  */
257 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
258 {
259         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
260         struct anon_vma *root = NULL;
261
262         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
263                 struct anon_vma *anon_vma;
264
265                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
266                 if (unlikely(!avc)) {
267                         unlock_anon_vma_root(root);
268                         root = NULL;
269                         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
270                         if (!avc)
271                                 goto enomem_failure;
272                 }
273                 anon_vma = pavc->anon_vma;
274                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
275                 anon_vma_chain_link(dst, avc, anon_vma);
276
277                 /*
278                  * Reuse existing anon_vma if its degree lower than two,
279                  * that means it has no vma and only one anon_vma child.
280                  *
281                  * Do not chose parent anon_vma, otherwise first child
282                  * will always reuse it. Root anon_vma is never reused:
283                  * it has self-parent reference and at least one child.
284                  */
285                 if (!dst->anon_vma && anon_vma != src->anon_vma &&
286                                 anon_vma->degree < 2)
287                         dst->anon_vma = anon_vma;
288         }
289         if (dst->anon_vma)
290                 dst->anon_vma->degree++;
291         unlock_anon_vma_root(root);
292         return 0;
293
294  enomem_failure:
295         /*
296          * dst->anon_vma is dropped here otherwise its degree can be incorrectly
297          * decremented in unlink_anon_vmas().
298          * We can safely do this because callers of anon_vma_clone() don't care
299          * about dst->anon_vma if anon_vma_clone() failed.
300          */
301         dst->anon_vma = NULL;
302         unlink_anon_vmas(dst);
303         return -ENOMEM;
304 }
305
306 /*
307  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
308  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
309  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
310  */
311 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
312 {
313         struct anon_vma_chain *avc;
314         struct anon_vma *anon_vma;
315         int error;
316
317         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
318         if (!pvma->anon_vma)
319                 return 0;
320
321         /* Drop inherited anon_vma, we'll reuse existing or allocate new. */
322         vma->anon_vma = NULL;
323
324         /*
325          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
326          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
327          */
328         error = anon_vma_clone(vma, pvma);
329         if (error)
330                 return error;
331
332         /* An existing anon_vma has been reused, all done then. */
333         if (vma->anon_vma)
334                 return 0;
335
336         /* Then add our own anon_vma. */
337         anon_vma = anon_vma_alloc();
338         if (!anon_vma)
339                 goto out_error;
340         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
341         if (!avc)
342                 goto out_error_free_anon_vma;
343
344         /*
345          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
346          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
347          */
348         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
349         anon_vma->parent = pvma->anon_vma;
350         /*
351          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
352          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
353          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
354          */
355         get_anon_vma(anon_vma->root);
356         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
357         vma->anon_vma = anon_vma;
358         anon_vma_lock_write(anon_vma);
359         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
360         anon_vma->parent->degree++;
361         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
362
363         return 0;
364
365  out_error_free_anon_vma:
366         put_anon_vma(anon_vma);
367  out_error:
368         unlink_anon_vmas(vma);
369         return -ENOMEM;
370 }
371
372 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
373 {
374         struct anon_vma_chain *avc, *next;
375         struct anon_vma *root = NULL;
376
377         /*
378          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
379          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
380          */
381         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
382                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
383
384                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
385                 anon_vma_interval_tree_remove(avc, &anon_vma->rb_root);
386
387                 /*
388                  * Leave empty anon_vmas on the list - we'll need
389                  * to free them outside the lock.
390                  */
391                 if (RB_EMPTY_ROOT(&anon_vma->rb_root)) {
392                         anon_vma->parent->degree--;
393                         continue;
394                 }
395
396                 list_del(&avc->same_vma);
397                 anon_vma_chain_free(avc);
398         }
399         if (vma->anon_vma)
400                 vma->anon_vma->degree--;
401         unlock_anon_vma_root(root);
402
403         /*
404          * Iterate the list once more, it now only contains empty and unlinked
405          * anon_vmas, destroy them. Could not do before due to __put_anon_vma()
406          * needing to write-acquire the anon_vma->root->rwsem.
407          */
408         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
409                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
410
411                 VM_WARN_ON(anon_vma->degree);
412                 put_anon_vma(anon_vma);
413
414                 list_del(&avc->same_vma);
415                 anon_vma_chain_free(avc);
416         }
417 }
418
419 static void anon_vma_ctor(void *data)
420 {
421         struct anon_vma *anon_vma = data;
422
423         init_rwsem(&anon_vma->rwsem);
424         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
425         anon_vma->rb_root = RB_ROOT;
426 }
427
428 void __init anon_vma_init(void)
429 {
430         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
431                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
432                         anon_vma_ctor);
433         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain,
434                         SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT);
435 }
436
437 /*
438  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
439  *
440  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
441  * the best this function can do is return a locked anon_vma that might
442  * have been relevant to this page.
443  *
444  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
445  * returned may already be freed (and even reused).
446  *
447  * In case it was remapped to a different anon_vma, the new anon_vma will be a
448  * child of the old anon_vma, and the anon_vma lifetime rules will therefore
449  * ensure that any anon_vma obtained from the page will still be valid for as
450  * long as we observe page_mapped() [ hence all those page_mapped() tests ].
451  *
452  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
453  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
454  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
455  *
456  * Since anon_vma's slab is DESTROY_BY_RCU and we know from page_remove_rmap()
457  * that the anon_vma pointer from page->mapping is valid if there is a
458  * mapcount, we can dereference the anon_vma after observing those.
459  */
460 struct anon_vma *page_get_anon_vma(struct page *page)
461 {
462         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
463         unsigned long anon_mapping;
464
465         rcu_read_lock();
466         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
467         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
468                 goto out;
469         if (!page_mapped(page))
470                 goto out;
471
472         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
473         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
474                 anon_vma = NULL;
475                 goto out;
476         }
477
478         /*
479          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
480          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
481          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
482          * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
483          * above cannot corrupt).
484          */
485         if (!page_mapped(page)) {
486                 rcu_read_unlock();
487                 put_anon_vma(anon_vma);
488                 return NULL;
489         }
490 out:
491         rcu_read_unlock();
492
493         return anon_vma;
494 }
495
496 /*
497  * Similar to page_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
498  *
499  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
500  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
501  * reference like with page_get_anon_vma() and then block on the mutex.
502  */
503 struct anon_vma *page_lock_anon_vma_read(struct page *page)
504 {
505         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
506         struct anon_vma *root_anon_vma;
507         unsigned long anon_mapping;
508
509         rcu_read_lock();
510         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
511         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
512                 goto out;
513         if (!page_mapped(page))
514                 goto out;
515
516         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
517         root_anon_vma = READ_ONCE(anon_vma->root);
518         if (down_read_trylock(&root_anon_vma->rwsem)) {
519                 /*
520                  * If the page is still mapped, then this anon_vma is still
521                  * its anon_vma, and holding the mutex ensures that it will
522                  * not go away, see anon_vma_free().
523                  */
524                 if (!page_mapped(page)) {
525                         up_read(&root_anon_vma->rwsem);
526                         anon_vma = NULL;
527                 }
528                 goto out;
529         }
530
531         /* trylock failed, we got to sleep */
532         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
533                 anon_vma = NULL;
534                 goto out;
535         }
536
537         if (!page_mapped(page)) {
538                 rcu_read_unlock();
539                 put_anon_vma(anon_vma);
540                 return NULL;
541         }
542
543         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
544         rcu_read_unlock();
545         anon_vma_lock_read(anon_vma);
546
547         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
548                 /*
549                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
550                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
551                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock_write() recursion.
552                  */
553                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
554                 __put_anon_vma(anon_vma);
555                 anon_vma = NULL;
556         }
557
558         return anon_vma;
559
560 out:
561         rcu_read_unlock();
562         return anon_vma;
563 }
564
565 void page_unlock_anon_vma_read(struct anon_vma *anon_vma)
566 {
567         anon_vma_unlock_read(anon_vma);
568 }
569
570 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
571 /*
572  * Flush TLB entries for recently unmapped pages from remote CPUs. It is
573  * important if a PTE was dirty when it was unmapped that it's flushed
574  * before any IO is initiated on the page to prevent lost writes. Similarly,
575  * it must be flushed before freeing to prevent data leakage.
576  */
577 void try_to_unmap_flush(void)
578 {
579         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
580         int cpu;
581
582         if (!tlb_ubc->flush_required)
583                 return;
584
585         cpu = get_cpu();
586
587         if (cpumask_test_cpu(cpu, &tlb_ubc->cpumask)) {
588                 count_vm_tlb_event(NR_TLB_LOCAL_FLUSH_ALL);
589                 local_flush_tlb();
590                 trace_tlb_flush(TLB_LOCAL_SHOOTDOWN, TLB_FLUSH_ALL);
591         }
592
593         if (cpumask_any_but(&tlb_ubc->cpumask, cpu) < nr_cpu_ids)
594                 flush_tlb_others(&tlb_ubc->cpumask, NULL, 0, TLB_FLUSH_ALL);
595         cpumask_clear(&tlb_ubc->cpumask);
596         tlb_ubc->flush_required = false;
597         tlb_ubc->writable = false;
598         put_cpu();
599 }
600
601 /* Flush iff there are potentially writable TLB entries that can race with IO */
602 void try_to_unmap_flush_dirty(void)
603 {
604         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
605
606         if (tlb_ubc->writable)
607                 try_to_unmap_flush();
608 }
609
610 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, bool writable)
611 {
612         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
613
614         cpumask_or(&tlb_ubc->cpumask, &tlb_ubc->cpumask, mm_cpumask(mm));
615         tlb_ubc->flush_required = true;
616
617         /*
618          * If the PTE was dirty then it's best to assume it's writable. The
619          * caller must use try_to_unmap_flush_dirty() or try_to_unmap_flush()
620          * before the page is queued for IO.
621          */
622         if (writable)
623                 tlb_ubc->writable = true;
624 }
625
626 /*
627  * Returns true if the TLB flush should be deferred to the end of a batch of
628  * unmap operations to reduce IPIs.
629  */
630 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
631 {
632         bool should_defer = false;
633
634         if (!(flags & TTU_BATCH_FLUSH))
635                 return false;
636
637         /* If remote CPUs need to be flushed then defer batch the flush */
638         if (cpumask_any_but(mm_cpumask(mm), get_cpu()) < nr_cpu_ids)
639                 should_defer = true;
640         put_cpu();
641
642         return should_defer;
643 }
644 #else
645 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, bool writable)
646 {
647 }
648
649 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
650 {
651         return false;
652 }
653 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
654
655 /*
656  * At what user virtual address is page expected in vma?
657  * Caller should check the page is actually part of the vma.
658  */
659 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
660 {
661         unsigned long address;
662         if (PageAnon(page)) {
663                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
664                 /*
665                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
666                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
667                  */
668                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
669                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
670                         return -EFAULT;
671         } else if (page->mapping) {
672                 if (!vma->vm_file || vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
673                         return -EFAULT;
674         } else
675                 return -EFAULT;
676         address = __vma_address(page, vma);
677         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end))
678                 return -EFAULT;
679         return address;
680 }
681
682 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
683 {
684         pgd_t *pgd;
685         pud_t *pud;
686         pmd_t *pmd = NULL;
687         pmd_t pmde;
688
689         pgd = pgd_offset(mm, address);
690         if (!pgd_present(*pgd))
691                 goto out;
692
693         pud = pud_offset(pgd, address);
694         if (!pud_present(*pud))
695                 goto out;
696
697         pmd = pmd_offset(pud, address);
698         /*
699          * Some THP functions use the sequence pmdp_huge_clear_flush(), set_pmd_at()
700          * without holding anon_vma lock for write.  So when looking for a
701          * genuine pmde (in which to find pte), test present and !THP together.
702          */
703         pmde = *pmd;
704         barrier();
705         if (!pmd_present(pmde) || pmd_trans_huge(pmde))
706                 pmd = NULL;
707 out:
708         return pmd;
709 }
710
711 struct page_referenced_arg {
712         int mapcount;
713         int referenced;
714         unsigned long vm_flags;
715         struct mem_cgroup *memcg;
716 };
717 /*
718  * arg: page_referenced_arg will be passed
719  */
720 static int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
721                         unsigned long address, void *arg)
722 {
723         struct page_referenced_arg *pra = arg;
724         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
725                 .page = page,
726                 .vma = vma,
727                 .address = address,
728         };
729         int referenced = 0;
730
731         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
732                 address = pvmw.address;
733
734                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
735                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
736                         pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
737                         return SWAP_FAIL; /* To break the loop */
738                 }
739
740                 if (pvmw.pte) {
741                         if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address,
742                                                 pvmw.pte)) {
743                                 /*
744                                  * Don't treat a reference through
745                                  * a sequentially read mapping as such.
746                                  * If the page has been used in another mapping,
747                                  * we will catch it; if this other mapping is
748                                  * already gone, the unmap path will have set
749                                  * PG_referenced or activated the page.
750                                  */
751                                 if (likely(!(vma->vm_flags & VM_SEQ_READ)))
752                                         referenced++;
753                         }
754                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)) {
755                         if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address,
756                                                 pvmw.pmd))
757                                 referenced++;
758                 } else {
759                         /* unexpected pmd-mapped page? */
760                         WARN_ON_ONCE(1);
761                 }
762
763                 pra->mapcount--;
764         }
765
766         if (referenced)
767                 clear_page_idle(page);
768         if (test_and_clear_page_young(page))
769                 referenced++;
770
771         if (referenced) {
772                 pra->referenced++;
773                 pra->vm_flags |= vma->vm_flags;
774         }
775
776         if (!pra->mapcount)
777                 return SWAP_SUCCESS; /* To break the loop */
778
779         return SWAP_AGAIN;
780 }
781
782 static bool invalid_page_referenced_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
783 {
784         struct page_referenced_arg *pra = arg;
785         struct mem_cgroup *memcg = pra->memcg;
786
787         if (!mm_match_cgroup(vma->vm_mm, memcg))
788                 return true;
789
790         return false;
791 }
792
793 /**
794  * page_referenced - test if the page was referenced
795  * @page: the page to test
796  * @is_locked: caller holds lock on the page
797  * @memcg: target memory cgroup
798  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
799  *
800  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
801  * returns the number of ptes which referenced the page.
802  */
803 int page_referenced(struct page *page,
804                     int is_locked,
805                     struct mem_cgroup *memcg,
806                     unsigned long *vm_flags)
807 {
808         int ret;
809         int we_locked = 0;
810         struct page_referenced_arg pra = {
811                 .mapcount = total_mapcount(page),
812                 .memcg = memcg,
813         };
814         struct rmap_walk_control rwc = {
815                 .rmap_one = page_referenced_one,
816                 .arg = (void *)&pra,
817                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
818         };
819
820         *vm_flags = 0;
821         if (!page_mapped(page))
822                 return 0;
823
824         if (!page_rmapping(page))
825                 return 0;
826
827         if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
828                 we_locked = trylock_page(page);
829                 if (!we_locked)
830                         return 1;
831         }
832
833         /*
834          * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
835          * counting on behalf of references from different
836          * cgroups
837          */
838         if (memcg) {
839                 rwc.invalid_vma = invalid_page_referenced_vma;
840         }
841
842         ret = rmap_walk(page, &rwc);
843         *vm_flags = pra.vm_flags;
844
845         if (we_locked)
846                 unlock_page(page);
847
848         return pra.referenced;
849 }
850
851 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
852                             unsigned long address, void *arg)
853 {
854         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
855                 .page = page,
856                 .vma = vma,
857                 .address = address,
858                 .flags = PVMW_SYNC,
859         };
860         int *cleaned = arg;
861
862         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
863                 int ret = 0;
864                 address = pvmw.address;
865                 if (pvmw.pte) {
866                         pte_t entry;
867                         pte_t *pte = pvmw.pte;
868
869                         if (!pte_dirty(*pte) && !pte_write(*pte))
870                                 continue;
871
872                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
873                         entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
874                         entry = pte_wrprotect(entry);
875                         entry = pte_mkclean(entry);
876                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
877                         ret = 1;
878                 } else {
879 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGE_PAGECACHE
880                         pmd_t *pmd = pvmw.pmd;
881                         pmd_t entry;
882
883                         if (!pmd_dirty(*pmd) && !pmd_write(*pmd))
884                                 continue;
885
886                         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
887                         entry = pmdp_huge_clear_flush(vma, address, pmd);
888                         entry = pmd_wrprotect(entry);
889                         entry = pmd_mkclean(entry);
890                         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmd, entry);
891                         ret = 1;
892 #else
893                         /* unexpected pmd-mapped page? */
894                         WARN_ON_ONCE(1);
895 #endif
896                 }
897
898                 if (ret) {
899                         mmu_notifier_invalidate_page(vma->vm_mm, address);
900                         (*cleaned)++;
901                 }
902         }
903
904         return SWAP_AGAIN;
905 }
906
907 static bool invalid_mkclean_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
908 {
909         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
910                 return false;
911
912         return true;
913 }
914
915 int page_mkclean(struct page *page)
916 {
917         int cleaned = 0;
918         struct address_space *mapping;
919         struct rmap_walk_control rwc = {
920                 .arg = (void *)&cleaned,
921                 .rmap_one = page_mkclean_one,
922                 .invalid_vma = invalid_mkclean_vma,
923         };
924
925         BUG_ON(!PageLocked(page));
926
927         if (!page_mapped(page))
928                 return 0;
929
930         mapping = page_mapping(page);
931         if (!mapping)
932                 return 0;
933
934         rmap_walk(page, &rwc);
935
936         return cleaned;
937 }
938 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
939
940 /**
941  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
942  * @page:       the page to move to our anon_vma
943  * @vma:        the vma the page belongs to
944  *
945  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
946  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
947  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
948  * processes.
949  */
950 void page_move_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
951 {
952         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
953
954         page = compound_head(page);
955
956         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
957         VM_BUG_ON_VMA(!anon_vma, vma);
958
959         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
960         /*
961          * Ensure that anon_vma and the PAGE_MAPPING_ANON bit are written
962          * simultaneously, so a concurrent reader (eg page_referenced()'s
963          * PageAnon()) will not see one without the other.
964          */
965         WRITE_ONCE(page->mapping, (struct address_space *) anon_vma);
966 }
967
968 /**
969  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
970  * @page:       Page to add to rmap     
971  * @vma:        VM area to add page to.
972  * @address:    User virtual address of the mapping     
973  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
974  */
975 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
976         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
977 {
978         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
979
980         BUG_ON(!anon_vma);
981
982         if (PageAnon(page))
983                 return;
984
985         /*
986          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
987          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
988          * page mapping!
989          */
990         if (!exclusive)
991                 anon_vma = anon_vma->root;
992
993         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
994         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
995         page->index = linear_page_index(vma, address);
996 }
997
998 /**
999  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
1000  * @page:       the page to add the mapping to
1001  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1002  * @address:    the user virtual address mapped
1003  */
1004 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
1005         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1006 {
1007 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1008         /*
1009          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1010          * be set up correctly at this point.
1011          *
1012          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1013          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
1014          * in which case the page is already known to be setup.
1015          *
1016          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1017          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1018          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1019          */
1020         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
1021         BUG_ON(page_to_pgoff(page) != linear_page_index(vma, address));
1022 #endif
1023 }
1024
1025 /**
1026  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1027  * @page:       the page to add the mapping to
1028  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1029  * @address:    the user virtual address mapped
1030  * @compound:   charge the page as compound or small page
1031  *
1032  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1033  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1034  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1035  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1036  */
1037 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
1038         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, bool compound)
1039 {
1040         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, compound ? RMAP_COMPOUND : 0);
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
1045  * into pages that are exclusively owned by the current process.
1046  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
1047  */
1048 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
1049         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int flags)
1050 {
1051         bool compound = flags & RMAP_COMPOUND;
1052         bool first;
1053
1054         if (compound) {
1055                 atomic_t *mapcount;
1056                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1057                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
1058                 mapcount = compound_mapcount_ptr(page);
1059                 first = atomic_inc_and_test(mapcount);
1060         } else {
1061                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1062         }
1063
1064         if (first) {
1065                 int nr = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
1066                 /*
1067                  * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1068                  * these counters are not modified in interrupt context, and
1069                  * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption
1070                  * disabled.
1071                  */
1072                 if (compound)
1073                         __inc_node_page_state(page, NR_ANON_THPS);
1074                 __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ANON_MAPPED, nr);
1075         }
1076         if (unlikely(PageKsm(page)))
1077                 return;
1078
1079         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1080
1081         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1082         if (first)
1083                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address,
1084                                 flags & RMAP_EXCLUSIVE);
1085         else
1086                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1087 }
1088
1089 /**
1090  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
1091  * @page:       the page to add the mapping to
1092  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1093  * @address:    the user virtual address mapped
1094  * @compound:   charge the page as compound or small page
1095  *
1096  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
1097  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1098  * Page does not have to be locked.
1099  */
1100 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1101         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, bool compound)
1102 {
1103         int nr = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
1104
1105         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
1106         __SetPageSwapBacked(page);
1107         if (compound) {
1108                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
1109                 /* increment count (starts at -1) */
1110                 atomic_set(compound_mapcount_ptr(page), 0);
1111                 __inc_node_page_state(page, NR_ANON_THPS);
1112         } else {
1113                 /* Anon THP always mapped first with PMD */
1114                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransCompound(page), page);
1115                 /* increment count (starts at -1) */
1116                 atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1117         }
1118         __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ANON_MAPPED, nr);
1119         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1120 }
1121
1122 /**
1123  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1124  * @page: the page to add the mapping to
1125  *
1126  * The caller needs to hold the pte lock.
1127  */
1128 void page_add_file_rmap(struct page *page, bool compound)
1129 {
1130         int i, nr = 1;
1131
1132         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageTransHuge(page), page);
1133         lock_page_memcg(page);
1134         if (compound && PageTransHuge(page)) {
1135                 for (i = 0, nr = 0; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
1136                         if (atomic_inc_and_test(&page[i]._mapcount))
1137                                 nr++;
1138                 }
1139                 if (!atomic_inc_and_test(compound_mapcount_ptr(page)))
1140                         goto out;
1141                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageSwapBacked(page), page);
1142                 __inc_node_page_state(page, NR_SHMEM_PMDMAPPED);
1143         } else {
1144                 if (PageTransCompound(page) && page_mapping(page)) {
1145                         VM_WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
1146
1147                         SetPageDoubleMap(compound_head(page));
1148                         if (PageMlocked(page))
1149                                 clear_page_mlock(compound_head(page));
1150                 }
1151                 if (!atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
1152                         goto out;
1153         }
1154         __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FILE_MAPPED, nr);
1155         mem_cgroup_inc_page_stat(page, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
1156 out:
1157         unlock_page_memcg(page);
1158 }
1159
1160 static void page_remove_file_rmap(struct page *page, bool compound)
1161 {
1162         int i, nr = 1;
1163
1164         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageHead(page), page);
1165         lock_page_memcg(page);
1166
1167         /* Hugepages are not counted in NR_FILE_MAPPED for now. */
1168         if (unlikely(PageHuge(page))) {
1169                 /* hugetlb pages are always mapped with pmds */
1170                 atomic_dec(compound_mapcount_ptr(page));
1171                 goto out;
1172         }
1173
1174         /* page still mapped by someone else? */
1175         if (compound && PageTransHuge(page)) {
1176                 for (i = 0, nr = 0; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
1177                         if (atomic_add_negative(-1, &page[i]._mapcount))
1178                                 nr++;
1179                 }
1180                 if (!atomic_add_negative(-1, compound_mapcount_ptr(page)))
1181                         goto out;
1182                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageSwapBacked(page), page);
1183                 __dec_node_page_state(page, NR_SHMEM_PMDMAPPED);
1184         } else {
1185                 if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1186                         goto out;
1187         }
1188
1189         /*
1190          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_state because
1191          * these counters are not modified in interrupt context, and
1192          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1193          */
1194         __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FILE_MAPPED, -nr);
1195         mem_cgroup_dec_page_stat(page, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
1196
1197         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1198                 clear_page_mlock(page);
1199 out:
1200         unlock_page_memcg(page);
1201 }
1202
1203 static void page_remove_anon_compound_rmap(struct page *page)
1204 {
1205         int i, nr;
1206
1207         if (!atomic_add_negative(-1, compound_mapcount_ptr(page)))
1208                 return;
1209
1210         /* Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES for now. */
1211         if (unlikely(PageHuge(page)))
1212                 return;
1213
1214         if (!IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE))
1215                 return;
1216
1217         __dec_node_page_state(page, NR_ANON_THPS);
1218
1219         if (TestClearPageDoubleMap(page)) {
1220                 /*
1221                  * Subpages can be mapped with PTEs too. Check how many of
1222                  * themi are still mapped.
1223                  */
1224                 for (i = 0, nr = 0; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
1225                         if (atomic_add_negative(-1, &page[i]._mapcount))
1226                                 nr++;
1227                 }
1228         } else {
1229                 nr = HPAGE_PMD_NR;
1230         }
1231
1232         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1233                 clear_page_mlock(page);
1234
1235         if (nr) {
1236                 __mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_ANON_MAPPED, -nr);
1237                 deferred_split_huge_page(page);
1238         }
1239 }
1240
1241 /**
1242  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1243  * @page:       page to remove mapping from
1244  * @compound:   uncharge the page as compound or small page
1245  *
1246  * The caller needs to hold the pte lock.
1247  */
1248 void page_remove_rmap(struct page *page, bool compound)
1249 {
1250         if (!PageAnon(page))
1251                 return page_remove_file_rmap(page, compound);
1252
1253         if (compound)
1254                 return page_remove_anon_compound_rmap(page);
1255
1256         /* page still mapped by someone else? */
1257         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1258                 return;
1259
1260         /*
1261          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1262          * these counters are not modified in interrupt context, and
1263          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1264          */
1265         __dec_node_page_state(page, NR_ANON_MAPPED);
1266
1267         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1268                 clear_page_mlock(page);
1269
1270         if (PageTransCompound(page))
1271                 deferred_split_huge_page(compound_head(page));
1272
1273         /*
1274          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
1275          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1276          * which increments mapcount after us but sets mapping
1277          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
1278          * and remember that it's only reliable while mapped.
1279          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
1280          * faster for those pages still in swapcache.
1281          */
1282 }
1283
1284 struct rmap_private {
1285         enum ttu_flags flags;
1286         int lazyfreed;
1287 };
1288
1289 /*
1290  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument
1291  */
1292 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1293                      unsigned long address, void *arg)
1294 {
1295         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1296         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
1297                 .page = page,
1298                 .vma = vma,
1299                 .address = address,
1300         };
1301         pte_t pteval;
1302         struct page *subpage;
1303         int ret = SWAP_AGAIN;
1304         struct rmap_private *rp = arg;
1305         enum ttu_flags flags = rp->flags;
1306
1307         /* munlock has nothing to gain from examining un-locked vmas */
1308         if ((flags & TTU_MUNLOCK) && !(vma->vm_flags & VM_LOCKED))
1309                 return SWAP_AGAIN;
1310
1311         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD) {
1312                 split_huge_pmd_address(vma, address,
1313                                 flags & TTU_MIGRATION, page);
1314         }
1315
1316         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1317                 subpage = page - page_to_pfn(page) + pte_pfn(*pvmw.pte);
1318                 address = pvmw.address;
1319
1320                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1321                 VM_BUG_ON_PAGE(!pvmw.pte, page);
1322
1323                 /*
1324                  * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
1325                  * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
1326                  * skipped over this mm) then we should reactivate it.
1327                  */
1328                 if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
1329                         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1330                                 /* PTE-mapped THP are never mlocked */
1331                                 if (!PageTransCompound(page)) {
1332                                         /*
1333                                          * Holding pte lock, we do *not* need
1334                                          * mmap_sem here
1335                                          */
1336                                         mlock_vma_page(page);
1337                                 }
1338                                 ret = SWAP_MLOCK;
1339                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1340                                 break;
1341                         }
1342                         if (flags & TTU_MUNLOCK)
1343                                 continue;
1344                 }
1345
1346                 if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
1347                         if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address,
1348                                                 pvmw.pte)) {
1349                                 ret = SWAP_FAIL;
1350                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1351                                 break;
1352                         }
1353                 }
1354
1355                 /* Nuke the page table entry. */
1356                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pvmw.pte));
1357                 if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1358                         /*
1359                          * We clear the PTE but do not flush so potentially
1360                          * a remote CPU could still be writing to the page.
1361                          * If the entry was previously clean then the
1362                          * architecture must guarantee that a clear->dirty
1363                          * transition on a cached TLB entry is written through
1364                          * and traps if the PTE is unmapped.
1365                          */
1366                         pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1367
1368                         set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pte_dirty(pteval));
1369                 } else {
1370                         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1371                 }
1372
1373                 /* Move the dirty bit to the page. Now the pte is gone. */
1374                 if (pte_dirty(pteval))
1375                         set_page_dirty(page);
1376
1377                 /* Update high watermark before we lower rss */
1378                 update_hiwater_rss(mm);
1379
1380                 if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1381                         if (PageHuge(page)) {
1382                                 int nr = 1 << compound_order(page);
1383                                 hugetlb_count_sub(nr, mm);
1384                         } else {
1385                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(page));
1386                         }
1387
1388                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
1389                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1390                 } else if (pte_unused(pteval)) {
1391                         /*
1392                          * The guest indicated that the page content is of no
1393                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
1394                          * will take care of the rest.
1395                          */
1396                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(page));
1397                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION) &&
1398                                 (flags & TTU_MIGRATION)) {
1399                         swp_entry_t entry;
1400                         pte_t swp_pte;
1401                         /*
1402                          * Store the pfn of the page in a special migration
1403                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1404                          * pte is removed and then restart fault handling.
1405                          */
1406                         entry = make_migration_entry(subpage,
1407                                         pte_write(pteval));
1408                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1409                         if (pte_soft_dirty(pteval))
1410                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1411                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
1412                 } else if (PageAnon(page)) {
1413                         swp_entry_t entry = { .val = page_private(subpage) };
1414                         pte_t swp_pte;
1415                         /*
1416                          * Store the swap location in the pte.
1417                          * See handle_pte_fault() ...
1418                          */
1419                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageSwapCache(page), page);
1420
1421                         if (!PageDirty(page) && (flags & TTU_LZFREE)) {
1422                                 /* It's a freeable page by MADV_FREE */
1423                                 dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1424                                 rp->lazyfreed++;
1425                                 goto discard;
1426                         }
1427
1428                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1429                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1430                                 ret = SWAP_FAIL;
1431                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1432                                 break;
1433                         }
1434                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1435                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1436                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1437                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1438                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1439                         }
1440                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1441                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1442                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1443                         if (pte_soft_dirty(pteval))
1444                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1445                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
1446                 } else
1447                         dec_mm_counter(mm, mm_counter_file(page));
1448 discard:
1449                 page_remove_rmap(subpage, PageHuge(page));
1450                 put_page(page);
1451                 mmu_notifier_invalidate_page(mm, address);
1452         }
1453         return ret;
1454 }
1455
1456 bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1457 {
1458         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1459
1460         if (!maybe_stack)
1461                 return false;
1462
1463         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1464                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1465                 return true;
1466
1467         return false;
1468 }
1469
1470 static bool invalid_migration_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1471 {
1472         return is_vma_temporary_stack(vma);
1473 }
1474
1475 static int page_mapcount_is_zero(struct page *page)
1476 {
1477         return !total_mapcount(page);
1478 }
1479
1480 /**
1481  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1482  * @page: the page to get unmapped
1483  * @flags: action and flags
1484  *
1485  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1486  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1487  * Return values are:
1488  *
1489  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1490  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1491  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1492  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1493  */
1494 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1495 {
1496         int ret;
1497         struct rmap_private rp = {
1498                 .flags = flags,
1499                 .lazyfreed = 0,
1500         };
1501
1502         struct rmap_walk_control rwc = {
1503                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1504                 .arg = &rp,
1505                 .done = page_mapcount_is_zero,
1506                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1507         };
1508
1509         /*
1510          * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1511          * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1512          * page tables leading to a race where migration cannot
1513          * find the migration ptes. Rather than increasing the
1514          * locking requirements of exec(), migration skips
1515          * temporary VMAs until after exec() completes.
1516          */
1517         if ((flags & TTU_MIGRATION) && !PageKsm(page) && PageAnon(page))
1518                 rwc.invalid_vma = invalid_migration_vma;
1519
1520         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
1521                 ret = rmap_walk_locked(page, &rwc);
1522         else
1523                 ret = rmap_walk(page, &rwc);
1524
1525         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapcount(page)) {
1526                 ret = SWAP_SUCCESS;
1527                 if (rp.lazyfreed && !PageDirty(page))
1528                         ret = SWAP_LZFREE;
1529         }
1530         return ret;
1531 }
1532
1533 static int page_not_mapped(struct page *page)
1534 {
1535         return !page_mapped(page);
1536 };
1537
1538 /**
1539  * try_to_munlock - try to munlock a page
1540  * @page: the page to be munlocked
1541  *
1542  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1543  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1544  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1545  *
1546  * Return values are:
1547  *
1548  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1549  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1550  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1551  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1552  */
1553 int try_to_munlock(struct page *page)
1554 {
1555         int ret;
1556         struct rmap_private rp = {
1557                 .flags = TTU_MUNLOCK,
1558                 .lazyfreed = 0,
1559         };
1560
1561         struct rmap_walk_control rwc = {
1562                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1563                 .arg = &rp,
1564                 .done = page_not_mapped,
1565                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1566
1567         };
1568
1569         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page) || PageLRU(page), page);
1570
1571         ret = rmap_walk(page, &rwc);
1572         return ret;
1573 }
1574
1575 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1576 {
1577         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1578
1579         anon_vma_free(anon_vma);
1580         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
1581                 anon_vma_free(root);
1582 }
1583
1584 static struct anon_vma *rmap_walk_anon_lock(struct page *page,
1585                                         struct rmap_walk_control *rwc)
1586 {
1587         struct anon_vma *anon_vma;
1588
1589         if (rwc->anon_lock)
1590                 return rwc->anon_lock(page);
1591
1592         /*
1593          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma_read()
1594          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1595          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1596          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1597          */
1598         anon_vma = page_anon_vma(page);
1599         if (!anon_vma)
1600                 return NULL;
1601
1602         anon_vma_lock_read(anon_vma);
1603         return anon_vma;
1604 }
1605
1606 /*
1607  * rmap_walk_anon - do something to anonymous page using the object-based
1608  * rmap method
1609  * @page: the page to be handled
1610  * @rwc: control variable according to each walk type
1611  *
1612  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1613  * contained in the anon_vma struct it points to.
1614  *
1615  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1616  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1617  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1618  * LOCKED.
1619  */
1620 static int rmap_walk_anon(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc,
1621                 bool locked)
1622 {
1623         struct anon_vma *anon_vma;
1624         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
1625         struct anon_vma_chain *avc;
1626         int ret = SWAP_AGAIN;
1627
1628         if (locked) {
1629                 anon_vma = page_anon_vma(page);
1630                 /* anon_vma disappear under us? */
1631                 VM_BUG_ON_PAGE(!anon_vma, page);
1632         } else {
1633                 anon_vma = rmap_walk_anon_lock(page, rwc);
1634         }
1635         if (!anon_vma)
1636                 return ret;
1637
1638         pgoff_start = page_to_pgoff(page);
1639         pgoff_end = pgoff_start + hpage_nr_pages(page) - 1;
1640         anon_vma_interval_tree_foreach(avc, &anon_vma->rb_root,
1641                         pgoff_start, pgoff_end) {
1642                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1643                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1644
1645                 cond_resched();
1646
1647                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
1648                         continue;
1649
1650                 ret = rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg);
1651                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1652                         break;
1653                 if (rwc->done && rwc->done(page))
1654                         break;
1655         }
1656
1657         if (!locked)
1658                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
1659         return ret;
1660 }
1661
1662 /*
1663  * rmap_walk_file - do something to file page using the object-based rmap method
1664  * @page: the page to be handled
1665  * @rwc: control variable according to each walk type
1666  *
1667  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1668  * contained in the address_space struct it points to.
1669  *
1670  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1671  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1672  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1673  * LOCKED.
1674  */
1675 static int rmap_walk_file(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc,
1676                 bool locked)
1677 {
1678         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
1679         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
1680         struct vm_area_struct *vma;
1681         int ret = SWAP_AGAIN;
1682
1683         /*
1684          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
1685          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
1686          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
1687          * so we can safely take mapping->i_mmap_rwsem.
1688          */
1689         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1690
1691         if (!mapping)
1692                 return ret;
1693
1694         pgoff_start = page_to_pgoff(page);
1695         pgoff_end = pgoff_start + hpage_nr_pages(page) - 1;
1696         if (!locked)
1697                 i_mmap_lock_read(mapping);
1698         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap,
1699                         pgoff_start, pgoff_end) {
1700                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1701
1702                 cond_resched();
1703
1704                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
1705                         continue;
1706
1707                 ret = rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg);
1708                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1709                         goto done;
1710                 if (rwc->done && rwc->done(page))
1711                         goto done;
1712         }
1713
1714 done:
1715         if (!locked)
1716                 i_mmap_unlock_read(mapping);
1717         return ret;
1718 }
1719
1720 int rmap_walk(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1721 {
1722         if (unlikely(PageKsm(page)))
1723                 return rmap_walk_ksm(page, rwc);
1724         else if (PageAnon(page))
1725                 return rmap_walk_anon(page, rwc, false);
1726         else
1727                 return rmap_walk_file(page, rwc, false);
1728 }
1729
1730 /* Like rmap_walk, but caller holds relevant rmap lock */
1731 int rmap_walk_locked(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1732 {
1733         /* no ksm support for now */
1734         VM_BUG_ON_PAGE(PageKsm(page), page);
1735         if (PageAnon(page))
1736                 return rmap_walk_anon(page, rwc, true);
1737         else
1738                 return rmap_walk_file(page, rwc, true);
1739 }
1740
1741 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1742 /*
1743  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1744  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1745  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1746  */
1747 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1748         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1749 {
1750         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1751
1752         BUG_ON(!anon_vma);
1753
1754         if (PageAnon(page))
1755                 return;
1756         if (!exclusive)
1757                 anon_vma = anon_vma->root;
1758
1759         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1760         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1761         page->index = linear_page_index(vma, address);
1762 }
1763
1764 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1765                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1766 {
1767         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1768         int first;
1769
1770         BUG_ON(!PageLocked(page));
1771         BUG_ON(!anon_vma);
1772         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1773         first = atomic_inc_and_test(compound_mapcount_ptr(page));
1774         if (first)
1775                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1776 }
1777
1778 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1779                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1780 {
1781         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1782         atomic_set(compound_mapcount_ptr(page), 0);
1783         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1784 }
1785 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */