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, entry;
 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                 goto unlock;
 450
 451         entry = ptep_get_and_clear(mm, address, pte);
 452         entry = pte_mkclean(entry);
 453         entry = pte_wrprotect(entry);
 454         ptep_establish(vma, address, pte, entry);
 455         lazy_mmu_prot_update(entry);
 456         ret = 1;
 457
 458 unlock:
 459         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 460 out:
 461         return ret;
 462 }
 463
 464 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
 465 {
 466         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 467         struct vm_area_struct *vma;
 468         struct prio_tree_iter iter;
 469         int ret = 0;
 470
 471         BUG_ON(PageAnon(page));
 472
 473         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 474         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 475                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
 476                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
 477         }
 478         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 479         return ret;
 480 }
 481
 482 int page_mkclean(struct page *page)
 483 {
 484         int ret = 0;
 485
 486         BUG_ON(!PageLocked(page));
 487
 488         if (page_mapped(page)) {
 489                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
 490                 if (mapping)
 491                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
 492         }
 493
 494         return ret;
 495 }
 496
 497 /**
 498  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
 499  * @page:       the page to add the mapping to
 500  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 501  * @address:    the user virtual address mapped
 502  */
 503 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
 504         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 505 {
 506         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 507
 508         BUG_ON(!anon_vma);
 509         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
 510         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
 511
 512         page->index = linear_page_index(vma, address);
 513
 514         /*
 515          * nr_mapped state can be updated without turning off
 516          * interrupts because it is not modified via interrupt.
 517          */
 518         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
 519 }
 520
 521 /**
 522  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
 523  * @page:       the page to add the mapping to
 524  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 525  * @address:    the user virtual address mapped
 526  *
 527  * The caller needs to hold the pte lock.
 528  */
 529 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
 530         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 531 {
 532         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 533                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 534         /* else checking page index and mapping is racy */
 535 }
 536
 537 /*
 538  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
 539  * @page:       the page to add the mapping to
 540  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 541  * @address:    the user virtual address mapped
 542  *
 543  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
 544  * This means the inc-and-test can be bypassed.
 545  */
 546 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
 547         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 548 {
 549         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
 550         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 551 }
 552
 553 /**
 554  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
 555  * @page: the page to add the mapping to
 556  *
 557  * The caller needs to hold the pte lock.
 558  */
 559 void page_add_file_rmap(struct page *page)
 560 {
 561         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 562                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
 563 }
 564
 565 /**
 566  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
 567  * @page: page to remove mapping from
 568  *
 569  * The caller needs to hold the pte lock.
 570  */
 571 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 572 {
 573         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
 574                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
 575                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
 576                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
 577                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
 578                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
 579                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
 580                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
 581                         if (vma->vm_ops)
 582                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
 583                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
 584                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
 585                         BUG();
 586                 }
 587
 588                 /*
 589                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
 590                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
 591                  * which increments mapcount after us but sets mapping
 592                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
 593                  * and remember that it's only reliable while mapped.
 594                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
 595                  * faster for those pages still in swapcache.
 596                  */
 597                 if (page_test_and_clear_dirty(page))
 598                         set_page_dirty(page);
 599                 __dec_zone_page_state(page,
 600                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
 601         }
 602 }
 603
 604 /*
 605  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
 606  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
 607  */
 608 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
 609                                 int migration)
 610 {
 611         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 612         unsigned long address;
 613         pte_t *pte;
 614         pte_t pteval;
 615         spinlock_t *ptl;
 616         int ret = SWAP_AGAIN;
 617
 618         address = vma_address(page, vma);
 619         if (address == -EFAULT)
 620                 goto out;
 621
 622         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 623         if (!pte)
 624                 goto out;
 625
 626         /*
 627          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
 628          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
 629          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
 630          */
 631         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
 632                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
 633                 ret = SWAP_FAIL;
 634                 goto out_unmap;
 635         }
 636
 637         /* Nuke the page table entry. */
 638         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
 639         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 640
 641         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 642         if (pte_dirty(pteval))
 643                 set_page_dirty(page);
 644
 645         /* Update high watermark before we lower rss */
 646         update_hiwater_rss(mm);
 647
 648         if (PageAnon(page)) {
 649                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
 650
 651                 if (PageSwapCache(page)) {
 652                         /*
 653                          * Store the swap location in the pte.
 654                          * See handle_pte_fault() ...
 655                          */
 656                         swap_duplicate(entry);
 657                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
 658                                 spin_lock(&mmlist_lock);
 659                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
 660                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
 661                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
 662                         }
 663                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
 664 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 665                 } else {
 666                         /*
 667                          * Store the pfn of the page in a special migration
 668                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
 669                          * pte is removed and then restart fault handling.
 670                          */
 671                         BUG_ON(!migration);
 672                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 673 #endif
 674                 }
 675                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 676                 BUG_ON(pte_file(*pte));
 677         } else
 678 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 679         if (migration) {
 680                 /* Establish migration entry for a file page */
 681                 swp_entry_t entry;
 682                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 683                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 684         } else
 685 #endif
 686                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 687
 688
 689         page_remove_rmap(page, vma);
 690         page_cache_release(page);
 691
 692 out_unmap:
 693         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 694 out:
 695         return ret;
 696 }
 697
 698 /*
 699  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
 700  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
 701  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
 702  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
 703  *
 704  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
 705  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
 706  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
 707  * around the vma's virtual address space.
 708  *
 709  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
 710  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
 711  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
 712  *
 713  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
 714  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
 715  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
 716  */
 717 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
 718 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
 719
 720 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
 721         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
 722 {
 723         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 724         pgd_t *pgd;
 725         pud_t *pud;
 726         pmd_t *pmd;
 727         pte_t *pte;
 728         pte_t pteval;
 729         spinlock_t *ptl;
 730         struct page *page;
 731         unsigned long address;
 732         unsigned long end;
 733
 734         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
 735         end = address + CLUSTER_SIZE;
 736         if (address < vma->vm_start)
 737                 address = vma->vm_start;
 738         if (end > vma->vm_end)
 739                 end = vma->vm_end;
 740
 741         pgd = pgd_offset(mm, address);
 742         if (!pgd_present(*pgd))
 743                 return;
 744
 745         pud = pud_offset(pgd, address);
 746         if (!pud_present(*pud))
 747                 return;
 748
 749         pmd = pmd_offset(pud, address);
 750         if (!pmd_present(*pmd))
 751                 return;
 752
 753         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 754
 755         /* Update high watermark before we lower rss */
 756         update_hiwater_rss(mm);
 757
 758         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
 759                 if (!pte_present(*pte))
 760                         continue;
 761                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
 762                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
 763
 764                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 765                         continue;
 766
 767                 /* Nuke the page table entry. */
 768                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 769                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 770
 771                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
 772                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
 773                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
 774
 775                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 776                 if (pte_dirty(pteval))
 777                         set_page_dirty(page);
 778
 779                 page_remove_rmap(page, vma);
 780                 page_cache_release(page);
 781                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 782                 (*mapcount)--;
 783         }
 784         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 785 }
 786
 787 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
 788 {
 789         struct anon_vma *anon_vma;
 790         struct vm_area_struct *vma;
 791         int ret = SWAP_AGAIN;
 792
 793         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 794         if (!anon_vma)
 795                 return ret;
 796
 797         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 798                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 799                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 800                         break;
 801         }
 802         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 803         return ret;
 804 }
 805
 806 /**
 807  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
 808  * @page: the page to unmap
 809  *
 810  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
 811  * contained in the address_space struct it points to.
 812  *
 813  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
 814  */
 815 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
 816 {
 817         struct address_space *mapping = page->mapping;
 818         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 819         struct vm_area_struct *vma;
 820         struct prio_tree_iter iter;
 821         int ret = SWAP_AGAIN;
 822         unsigned long cursor;
 823         unsigned long max_nl_cursor = 0;
 824         unsigned long max_nl_size = 0;
 825         unsigned int mapcount;
 826
 827         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 828         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 829                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 830                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 831                         goto out;
 832         }
 833
 834         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
 835                 goto out;
 836
 837         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 838                                                 shared.vm_set.list) {
 839                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 840                         continue;
 841                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 842                 if (cursor > max_nl_cursor)
 843                         max_nl_cursor = cursor;
 844                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
 845                 if (cursor > max_nl_size)
 846                         max_nl_size = cursor;
 847         }
 848
 849         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
 850                 ret = SWAP_FAIL;
 851                 goto out;
 852         }
 853
 854         /*
 855          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
 856          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
 857          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
 858          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
 859          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
 860          */
 861         mapcount = page_mapcount(page);
 862         if (!mapcount)
 863                 goto out;
 864         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 865
 866         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
 867         if (max_nl_cursor == 0)
 868                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
 869
 870         do {
 871                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 872                                                 shared.vm_set.list) {
 873                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 874                                 continue;
 875                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 876                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
 877                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
 878                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
 879                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
 880                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
 881                                 if ((int)mapcount <= 0)
 882                                         goto out;
 883                         }
 884                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
 885                 }
 886                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 887                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
 888         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
 889
 890         /*
 891          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
 892          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
 893          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
 894          */
 895         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
 896                 vma->vm_private_data = NULL;
 897 out:
 898         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 899         return ret;
 900 }
 901
 902 /**
 903  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
 904  * @page: the page to get unmapped
 905  *
 906  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
 907  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
 908  * Return values are:
 909  *
 910  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
 911  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
 912  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
 913  */
 914 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
 915 {
 916         int ret;
 917
 918         BUG_ON(!PageLocked(page));
 919
 920         if (PageAnon(page))
 921                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
 922         else
 923                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
 924
 925         if (!page_mapped(page))
 926                 ret = SWAP_SUCCESS;
 927         return ret;
 928 }
 929