mm, thp, migrate: handling migration of 64KB hugepages
[platform/kernel/linux-rpi.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_lock
25  *     page->flags PG_locked (lock_page)   * (see huegtlbfs below)
26  *       hugetlbfs_i_mmap_rwsem_key (in huge_pmd_share)
27  *         mapping->i_mmap_rwsem
28  *           hugetlb_fault_mutex (hugetlbfs specific page fault mutex)
29  *           anon_vma->rwsem
30  *             mm->page_table_lock or pte_lock
31  *               pgdat->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
32  *               swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
33  *                 mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
34  *                 mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
35  *                   mem_cgroup_{begin,end}_page_stat (memcg->move_lock)
36  *                     i_pages lock (widely used)
37  *                 inode->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
38  *                 bdi.wb->list_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
39  *                   sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
40  *                   i_pages lock (widely used, in set_page_dirty,
41  *                             in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
42  *                             within bdi.wb->list_lock in __sync_single_inode)
43  *
44  * anon_vma->rwsem,mapping->i_mutex      (memory_failure, collect_procs_anon)
45  *   ->tasklist_lock
46  *     pte map lock
47  *
48  * * hugetlbfs PageHuge() pages take locks in this order:
49  *         mapping->i_mmap_rwsem
50  *           hugetlb_fault_mutex (hugetlbfs specific page fault mutex)
51  *             page->flags PG_locked (lock_page)
52  */
53
54 #include <linux/mm.h>
55 #include <linux/sched/mm.h>
56 #include <linux/sched/task.h>
57 #include <linux/pagemap.h>
58 #include <linux/swap.h>
59 #include <linux/swapops.h>
60 #include <linux/slab.h>
61 #include <linux/init.h>
62 #include <linux/ksm.h>
63 #include <linux/rmap.h>
64 #include <linux/rcupdate.h>
65 #include <linux/export.h>
66 #include <linux/memcontrol.h>
67 #include <linux/mmu_notifier.h>
68 #include <linux/migrate.h>
69 #include <linux/hugetlb.h>
70 #include <linux/huge_mm.h>
71 #include <linux/backing-dev.h>
72 #include <linux/page_idle.h>
73 #include <linux/memremap.h>
74 #include <linux/userfaultfd_k.h>
75
76 #include <asm/tlbflush.h>
77
78 #include <trace/events/tlb.h>
79
80 #include "internal.h"
81
82 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
83 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
84
85 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
86 {
87         struct anon_vma *anon_vma;
88
89         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
90         if (anon_vma) {
91                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
92                 anon_vma->degree = 1;   /* Reference for first vma */
93                 anon_vma->parent = anon_vma;
94                 /*
95                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
96                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
97                  */
98                 anon_vma->root = anon_vma;
99         }
100
101         return anon_vma;
102 }
103
104 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
105 {
106         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
107
108         /*
109          * Synchronize against page_lock_anon_vma_read() such that
110          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
111          * freed.
112          *
113          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
114          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
115          * down_read_trylock() from page_lock_anon_vma_read(). This orders:
116          *
117          * page_lock_anon_vma_read()    VS      put_anon_vma()
118          *   down_read_trylock()                  atomic_dec_and_test()
119          *   LOCK                                 MB
120          *   atomic_read()                        rwsem_is_locked()
121          *
122          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
123          * happen _before_ what follows.
124          */
125         might_sleep();
126         if (rwsem_is_locked(&anon_vma->root->rwsem)) {
127                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
128                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
129         }
130
131         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
132 }
133
134 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(gfp_t gfp)
135 {
136         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, gfp);
137 }
138
139 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
140 {
141         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
142 }
143
144 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
145                                 struct anon_vma_chain *avc,
146                                 struct anon_vma *anon_vma)
147 {
148         avc->vma = vma;
149         avc->anon_vma = anon_vma;
150         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
151         anon_vma_interval_tree_insert(avc, &anon_vma->rb_root);
152 }
153
154 /**
155  * __anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
156  * @vma: the memory region in question
157  *
158  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
159  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
160  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
161  *
162  * The common case will be that we already have one, which
163  * is handled inline by anon_vma_prepare(). But if
164  * not we either need to find an adjacent mapping that we
165  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
166  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
167  * allocate a new one.
168  *
169  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
170  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma_read()
171  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
172  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
173  * anon_vma isn't actually destroyed).
174  *
175  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
176  * for the new allocation. At the same time, we do not want
177  * to do any locking for the common case of already having
178  * an anon_vma.
179  *
180  * This must be called with the mmap_lock held for reading.
181  */
182 int __anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
183 {
184         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
185         struct anon_vma *anon_vma, *allocated;
186         struct anon_vma_chain *avc;
187
188         might_sleep();
189
190         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
191         if (!avc)
192                 goto out_enomem;
193
194         anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
195         allocated = NULL;
196         if (!anon_vma) {
197                 anon_vma = anon_vma_alloc();
198                 if (unlikely(!anon_vma))
199                         goto out_enomem_free_avc;
200                 allocated = anon_vma;
201         }
202
203         anon_vma_lock_write(anon_vma);
204         /* page_table_lock to protect against threads */
205         spin_lock(&mm->page_table_lock);
206         if (likely(!vma->anon_vma)) {
207                 vma->anon_vma = anon_vma;
208                 anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
209                 /* vma reference or self-parent link for new root */
210                 anon_vma->degree++;
211                 allocated = NULL;
212                 avc = NULL;
213         }
214         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
215         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
216
217         if (unlikely(allocated))
218                 put_anon_vma(allocated);
219         if (unlikely(avc))
220                 anon_vma_chain_free(avc);
221
222         return 0;
223
224  out_enomem_free_avc:
225         anon_vma_chain_free(avc);
226  out_enomem:
227         return -ENOMEM;
228 }
229
230 /*
231  * This is a useful helper function for locking the anon_vma root as
232  * we traverse the vma->anon_vma_chain, looping over anon_vma's that
233  * have the same vma.
234  *
235  * Such anon_vma's should have the same root, so you'd expect to see
236  * just a single mutex_lock for the whole traversal.
237  */
238 static inline struct anon_vma *lock_anon_vma_root(struct anon_vma *root, struct anon_vma *anon_vma)
239 {
240         struct anon_vma *new_root = anon_vma->root;
241         if (new_root != root) {
242                 if (WARN_ON_ONCE(root))
243                         up_write(&root->rwsem);
244                 root = new_root;
245                 down_write(&root->rwsem);
246         }
247         return root;
248 }
249
250 static inline void unlock_anon_vma_root(struct anon_vma *root)
251 {
252         if (root)
253                 up_write(&root->rwsem);
254 }
255
256 /*
257  * Attach the anon_vmas from src to dst.
258  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
259  *
260  * anon_vma_clone() is called by __vma_split(), __split_vma(), copy_vma() and
261  * anon_vma_fork(). The first three want an exact copy of src, while the last
262  * one, anon_vma_fork(), may try to reuse an existing anon_vma to prevent
263  * endless growth of anon_vma. Since dst->anon_vma is set to NULL before call,
264  * we can identify this case by checking (!dst->anon_vma && src->anon_vma).
265  *
266  * If (!dst->anon_vma && src->anon_vma) is true, this function tries to find
267  * and reuse existing anon_vma which has no vmas and only one child anon_vma.
268  * This prevents degradation of anon_vma hierarchy to endless linear chain in
269  * case of constantly forking task. On the other hand, an anon_vma with more
270  * than one child isn't reused even if there was no alive vma, thus rmap
271  * walker has a good chance of avoiding scanning the whole hierarchy when it
272  * searches where page is mapped.
273  */
274 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
275 {
276         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
277         struct anon_vma *root = NULL;
278
279         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
280                 struct anon_vma *anon_vma;
281
282                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
283                 if (unlikely(!avc)) {
284                         unlock_anon_vma_root(root);
285                         root = NULL;
286                         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
287                         if (!avc)
288                                 goto enomem_failure;
289                 }
290                 anon_vma = pavc->anon_vma;
291                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
292                 anon_vma_chain_link(dst, avc, anon_vma);
293
294                 /*
295                  * Reuse existing anon_vma if its degree lower than two,
296                  * that means it has no vma and only one anon_vma child.
297                  *
298                  * Do not chose parent anon_vma, otherwise first child
299                  * will always reuse it. Root anon_vma is never reused:
300                  * it has self-parent reference and at least one child.
301                  */
302                 if (!dst->anon_vma && src->anon_vma &&
303                     anon_vma != src->anon_vma && anon_vma->degree < 2)
304                         dst->anon_vma = anon_vma;
305         }
306         if (dst->anon_vma)
307                 dst->anon_vma->degree++;
308         unlock_anon_vma_root(root);
309         return 0;
310
311  enomem_failure:
312         /*
313          * dst->anon_vma is dropped here otherwise its degree can be incorrectly
314          * decremented in unlink_anon_vmas().
315          * We can safely do this because callers of anon_vma_clone() don't care
316          * about dst->anon_vma if anon_vma_clone() failed.
317          */
318         dst->anon_vma = NULL;
319         unlink_anon_vmas(dst);
320         return -ENOMEM;
321 }
322
323 /*
324  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
325  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
326  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
327  */
328 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
329 {
330         struct anon_vma_chain *avc;
331         struct anon_vma *anon_vma;
332         int error;
333
334         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
335         if (!pvma->anon_vma)
336                 return 0;
337
338         /* Drop inherited anon_vma, we'll reuse existing or allocate new. */
339         vma->anon_vma = NULL;
340
341         /*
342          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
343          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
344          */
345         error = anon_vma_clone(vma, pvma);
346         if (error)
347                 return error;
348
349         /* An existing anon_vma has been reused, all done then. */
350         if (vma->anon_vma)
351                 return 0;
352
353         /* Then add our own anon_vma. */
354         anon_vma = anon_vma_alloc();
355         if (!anon_vma)
356                 goto out_error;
357         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
358         if (!avc)
359                 goto out_error_free_anon_vma;
360
361         /*
362          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
363          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
364          */
365         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
366         anon_vma->parent = pvma->anon_vma;
367         /*
368          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
369          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
370          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
371          */
372         get_anon_vma(anon_vma->root);
373         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
374         vma->anon_vma = anon_vma;
375         anon_vma_lock_write(anon_vma);
376         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
377         anon_vma->parent->degree++;
378         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
379
380         return 0;
381
382  out_error_free_anon_vma:
383         put_anon_vma(anon_vma);
384  out_error:
385         unlink_anon_vmas(vma);
386         return -ENOMEM;
387 }
388
389 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
390 {
391         struct anon_vma_chain *avc, *next;
392         struct anon_vma *root = NULL;
393
394         /*
395          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
396          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
397          */
398         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
399                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
400
401                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
402                 anon_vma_interval_tree_remove(avc, &anon_vma->rb_root);
403
404                 /*
405                  * Leave empty anon_vmas on the list - we'll need
406                  * to free them outside the lock.
407                  */
408                 if (RB_EMPTY_ROOT(&anon_vma->rb_root.rb_root)) {
409                         anon_vma->parent->degree--;
410                         continue;
411                 }
412
413                 list_del(&avc->same_vma);
414                 anon_vma_chain_free(avc);
415         }
416         if (vma->anon_vma)
417                 vma->anon_vma->degree--;
418         unlock_anon_vma_root(root);
419
420         /*
421          * Iterate the list once more, it now only contains empty and unlinked
422          * anon_vmas, destroy them. Could not do before due to __put_anon_vma()
423          * needing to write-acquire the anon_vma->root->rwsem.
424          */
425         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
426                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
427
428                 VM_WARN_ON(anon_vma->degree);
429                 put_anon_vma(anon_vma);
430
431                 list_del(&avc->same_vma);
432                 anon_vma_chain_free(avc);
433         }
434 }
435
436 static void anon_vma_ctor(void *data)
437 {
438         struct anon_vma *anon_vma = data;
439
440         init_rwsem(&anon_vma->rwsem);
441         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
442         anon_vma->rb_root = RB_ROOT_CACHED;
443 }
444
445 void __init anon_vma_init(void)
446 {
447         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
448                         0, SLAB_TYPESAFE_BY_RCU|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
449                         anon_vma_ctor);
450         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain,
451                         SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT);
452 }
453
454 /*
455  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
456  *
457  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
458  * the best this function can do is return a locked anon_vma that might
459  * have been relevant to this page.
460  *
461  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
462  * returned may already be freed (and even reused).
463  *
464  * In case it was remapped to a different anon_vma, the new anon_vma will be a
465  * child of the old anon_vma, and the anon_vma lifetime rules will therefore
466  * ensure that any anon_vma obtained from the page will still be valid for as
467  * long as we observe page_mapped() [ hence all those page_mapped() tests ].
468  *
469  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
470  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
471  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
472  *
473  * Since anon_vma's slab is SLAB_TYPESAFE_BY_RCU and we know from
474  * page_remove_rmap() that the anon_vma pointer from page->mapping is valid
475  * if there is a mapcount, we can dereference the anon_vma after observing
476  * those.
477  */
478 struct anon_vma *page_get_anon_vma(struct page *page)
479 {
480         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
481         unsigned long anon_mapping;
482
483         rcu_read_lock();
484         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
485         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
486                 goto out;
487         if (!page_mapped(page))
488                 goto out;
489
490         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
491         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
492                 anon_vma = NULL;
493                 goto out;
494         }
495
496         /*
497          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
498          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
499          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
500          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
501          * above cannot corrupt).
502          */
503         if (!page_mapped(page)) {
504                 rcu_read_unlock();
505                 put_anon_vma(anon_vma);
506                 return NULL;
507         }
508 out:
509         rcu_read_unlock();
510
511         return anon_vma;
512 }
513
514 /*
515  * Similar to page_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
516  *
517  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
518  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
519  * reference like with page_get_anon_vma() and then block on the mutex.
520  */
521 struct anon_vma *page_lock_anon_vma_read(struct page *page)
522 {
523         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
524         struct anon_vma *root_anon_vma;
525         unsigned long anon_mapping;
526
527         rcu_read_lock();
528         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
529         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
530                 goto out;
531         if (!page_mapped(page))
532                 goto out;
533
534         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
535         root_anon_vma = READ_ONCE(anon_vma->root);
536         if (down_read_trylock(&root_anon_vma->rwsem)) {
537                 /*
538                  * If the page is still mapped, then this anon_vma is still
539                  * its anon_vma, and holding the mutex ensures that it will
540                  * not go away, see anon_vma_free().
541                  */
542                 if (!page_mapped(page)) {
543                         up_read(&root_anon_vma->rwsem);
544                         anon_vma = NULL;
545                 }
546                 goto out;
547         }
548
549         /* trylock failed, we got to sleep */
550         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
551                 anon_vma = NULL;
552                 goto out;
553         }
554
555         if (!page_mapped(page)) {
556                 rcu_read_unlock();
557                 put_anon_vma(anon_vma);
558                 return NULL;
559         }
560
561         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
562         rcu_read_unlock();
563         anon_vma_lock_read(anon_vma);
564
565         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
566                 /*
567                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
568                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
569                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock_write() recursion.
570                  */
571                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
572                 __put_anon_vma(anon_vma);
573                 anon_vma = NULL;
574         }
575
576         return anon_vma;
577
578 out:
579         rcu_read_unlock();
580         return anon_vma;
581 }
582
583 void page_unlock_anon_vma_read(struct anon_vma *anon_vma)
584 {
585         anon_vma_unlock_read(anon_vma);
586 }
587
588 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
589 /*
590  * Flush TLB entries for recently unmapped pages from remote CPUs. It is
591  * important if a PTE was dirty when it was unmapped that it's flushed
592  * before any IO is initiated on the page to prevent lost writes. Similarly,
593  * it must be flushed before freeing to prevent data leakage.
594  */
595 void try_to_unmap_flush(void)
596 {
597         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
598
599         if (!tlb_ubc->flush_required)
600                 return;
601
602         arch_tlbbatch_flush(&tlb_ubc->arch);
603         tlb_ubc->flush_required = false;
604         tlb_ubc->writable = false;
605 }
606
607 /* Flush iff there are potentially writable TLB entries that can race with IO */
608 void try_to_unmap_flush_dirty(void)
609 {
610         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
611
612         if (tlb_ubc->writable)
613                 try_to_unmap_flush();
614 }
615
616 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, bool writable)
617 {
618         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
619
620         arch_tlbbatch_add_mm(&tlb_ubc->arch, mm);
621         tlb_ubc->flush_required = true;
622
623         /*
624          * Ensure compiler does not re-order the setting of tlb_flush_batched
625          * before the PTE is cleared.
626          */
627         barrier();
628         mm->tlb_flush_batched = true;
629
630         /*
631          * If the PTE was dirty then it's best to assume it's writable. The
632          * caller must use try_to_unmap_flush_dirty() or try_to_unmap_flush()
633          * before the page is queued for IO.
634          */
635         if (writable)
636                 tlb_ubc->writable = true;
637 }
638
639 /*
640  * Returns true if the TLB flush should be deferred to the end of a batch of
641  * unmap operations to reduce IPIs.
642  */
643 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
644 {
645         bool should_defer = false;
646
647         if (!(flags & TTU_BATCH_FLUSH))
648                 return false;
649
650         /* If remote CPUs need to be flushed then defer batch the flush */
651         if (cpumask_any_but(mm_cpumask(mm), get_cpu()) < nr_cpu_ids)
652                 should_defer = true;
653         put_cpu();
654
655         return should_defer;
656 }
657
658 /*
659  * Reclaim unmaps pages under the PTL but do not flush the TLB prior to
660  * releasing the PTL if TLB flushes are batched. It's possible for a parallel
661  * operation such as mprotect or munmap to race between reclaim unmapping
662  * the page and flushing the page. If this race occurs, it potentially allows
663  * access to data via a stale TLB entry. Tracking all mm's that have TLB
664  * batching in flight would be expensive during reclaim so instead track
665  * whether TLB batching occurred in the past and if so then do a flush here
666  * if required. This will cost one additional flush per reclaim cycle paid
667  * by the first operation at risk such as mprotect and mumap.
668  *
669  * This must be called under the PTL so that an access to tlb_flush_batched
670  * that is potentially a "reclaim vs mprotect/munmap/etc" race will synchronise
671  * via the PTL.
672  */
673 void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
674 {
675         if (data_race(mm->tlb_flush_batched)) {
676                 flush_tlb_mm(mm);
677
678                 /*
679                  * Do not allow the compiler to re-order the clearing of
680                  * tlb_flush_batched before the tlb is flushed.
681                  */
682                 barrier();
683                 mm->tlb_flush_batched = false;
684         }
685 }
686 #else
687 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, bool writable)
688 {
689 }
690
691 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
692 {
693         return false;
694 }
695 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
696
697 /*
698  * At what user virtual address is page expected in vma?
699  * Caller should check the page is actually part of the vma.
700  */
701 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
702 {
703         if (PageAnon(page)) {
704                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
705                 /*
706                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
707                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
708                  */
709                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
710                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
711                         return -EFAULT;
712         } else if (!vma->vm_file) {
713                 return -EFAULT;
714         } else if (vma->vm_file->f_mapping != compound_head(page)->mapping) {
715                 return -EFAULT;
716         }
717
718         return vma_address(page, vma);
719 }
720
721 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
722 {
723         pgd_t *pgd;
724         p4d_t *p4d;
725         pud_t *pud;
726         pmd_t *pmd = NULL;
727         pmd_t pmde;
728
729         pgd = pgd_offset(mm, address);
730         if (!pgd_present(*pgd))
731                 goto out;
732
733         p4d = p4d_offset(pgd, address);
734         if (!p4d_present(*p4d))
735                 goto out;
736
737         pud = pud_offset(p4d, address);
738         if (!pud_present(*pud))
739                 goto out;
740
741         pmd = pmd_offset(pud, address);
742         /*
743          * Some THP functions use the sequence pmdp_huge_clear_flush(), set_pmd_at()
744          * without holding anon_vma lock for write.  So when looking for a
745          * genuine pmde (in which to find pte), test present and !THP together.
746          */
747         pmde = *pmd;
748         barrier();
749         if (!pmd_present(pmde) || pmd_trans_huge(pmde))
750                 pmd = NULL;
751 out:
752         return pmd;
753 }
754
755 struct page_referenced_arg {
756         int mapcount;
757         int referenced;
758         unsigned long vm_flags;
759         struct mem_cgroup *memcg;
760 };
761 /*
762  * arg: page_referenced_arg will be passed
763  */
764 static bool page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
765                         unsigned long address, void *arg)
766 {
767         struct page_referenced_arg *pra = arg;
768         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
769                 .page = page,
770                 .vma = vma,
771                 .address = address,
772         };
773         int referenced = 0;
774
775         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
776                 address = pvmw.address;
777
778                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
779                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
780                         pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
781                         return false; /* To break the loop */
782                 }
783
784                 if (pvmw.pte) {
785                         if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address,
786                                                 pvmw.pte)) {
787                                 /*
788                                  * Don't treat a reference through
789                                  * a sequentially read mapping as such.
790                                  * If the page has been used in another mapping,
791                                  * we will catch it; if this other mapping is
792                                  * already gone, the unmap path will have set
793                                  * PG_referenced or activated the page.
794                                  */
795                                 if (likely(!(vma->vm_flags & VM_SEQ_READ)))
796                                         referenced++;
797                         }
798                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)) {
799                         if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address,
800                                                 pvmw.pmd))
801                                 referenced++;
802                 } else {
803                         /* unexpected pmd-mapped page? */
804                         WARN_ON_ONCE(1);
805                 }
806
807                 pra->mapcount--;
808         }
809
810         if (referenced)
811                 clear_page_idle(page);
812         if (test_and_clear_page_young(page))
813                 referenced++;
814
815         if (referenced) {
816                 pra->referenced++;
817                 pra->vm_flags |= vma->vm_flags;
818         }
819
820         if (!pra->mapcount)
821                 return false; /* To break the loop */
822
823         return true;
824 }
825
826 static bool invalid_page_referenced_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
827 {
828         struct page_referenced_arg *pra = arg;
829         struct mem_cgroup *memcg = pra->memcg;
830
831         if (!mm_match_cgroup(vma->vm_mm, memcg))
832                 return true;
833
834         return false;
835 }
836
837 /**
838  * page_referenced - test if the page was referenced
839  * @page: the page to test
840  * @is_locked: caller holds lock on the page
841  * @memcg: target memory cgroup
842  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
843  *
844  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
845  * returns the number of ptes which referenced the page.
846  */
847 int page_referenced(struct page *page,
848                     int is_locked,
849                     struct mem_cgroup *memcg,
850                     unsigned long *vm_flags)
851 {
852         int we_locked = 0;
853         struct page_referenced_arg pra = {
854                 .mapcount = total_mapcount(page),
855                 .memcg = memcg,
856         };
857         struct rmap_walk_control rwc = {
858                 .rmap_one = page_referenced_one,
859                 .arg = (void *)&pra,
860                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
861         };
862
863         *vm_flags = 0;
864         if (!pra.mapcount)
865                 return 0;
866
867         if (!page_rmapping(page))
868                 return 0;
869
870         if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
871                 we_locked = trylock_page(page);
872                 if (!we_locked)
873                         return 1;
874         }
875
876         /*
877          * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
878          * counting on behalf of references from different
879          * cgroups
880          */
881         if (memcg) {
882                 rwc.invalid_vma = invalid_page_referenced_vma;
883         }
884
885         rmap_walk(page, &rwc);
886         *vm_flags = pra.vm_flags;
887
888         if (we_locked)
889                 unlock_page(page);
890
891         return pra.referenced;
892 }
893
894 static bool page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
895                             unsigned long address, void *arg)
896 {
897         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
898                 .page = page,
899                 .vma = vma,
900                 .address = address,
901                 .flags = PVMW_SYNC,
902         };
903         struct mmu_notifier_range range;
904         int *cleaned = arg;
905
906         /*
907          * We have to assume the worse case ie pmd for invalidation. Note that
908          * the page can not be free from this function.
909          */
910         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_PROTECTION_PAGE,
911                                 0, vma, vma->vm_mm, address,
912                                 vma_address_end(page, vma));
913         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
914
915         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
916                 int ret = 0;
917
918                 address = pvmw.address;
919                 if (pvmw.pte) {
920                         pte_t entry;
921                         pte_t *pte = pvmw.pte;
922
923                         if (!pte_dirty(*pte) && !pte_write(*pte))
924                                 continue;
925
926                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
927                         entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
928                         entry = pte_wrprotect(entry);
929                         entry = pte_mkclean(entry);
930                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
931                         ret = 1;
932                 } else {
933 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
934                         pmd_t *pmd = pvmw.pmd;
935                         pmd_t entry;
936
937                         if (!pmd_dirty(*pmd) && !pmd_write(*pmd))
938                                 continue;
939
940                         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
941                         entry = pmdp_invalidate(vma, address, pmd);
942                         entry = pmd_wrprotect(entry);
943                         entry = pmd_mkclean(entry);
944                         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmd, entry);
945                         ret = 1;
946 #else
947                         /* unexpected pmd-mapped page? */
948                         WARN_ON_ONCE(1);
949 #endif
950                 }
951
952                 /*
953                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() as we are
954                  * downgrading page table protection not changing it to point
955                  * to a new page.
956                  *
957                  * See Documentation/vm/mmu_notifier.rst
958                  */
959                 if (ret)
960                         (*cleaned)++;
961         }
962
963         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
964
965         return true;
966 }
967
968 static bool invalid_mkclean_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
969 {
970         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
971                 return false;
972
973         return true;
974 }
975
976 int page_mkclean(struct page *page)
977 {
978         int cleaned = 0;
979         struct address_space *mapping;
980         struct rmap_walk_control rwc = {
981                 .arg = (void *)&cleaned,
982                 .rmap_one = page_mkclean_one,
983                 .invalid_vma = invalid_mkclean_vma,
984         };
985
986         BUG_ON(!PageLocked(page));
987
988         if (!page_mapped(page))
989                 return 0;
990
991         mapping = page_mapping(page);
992         if (!mapping)
993                 return 0;
994
995         rmap_walk(page, &rwc);
996
997         return cleaned;
998 }
999 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
1000
1001 /**
1002  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
1003  * @page:       the page to move to our anon_vma
1004  * @vma:        the vma the page belongs to
1005  *
1006  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
1007  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
1008  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
1009  * processes.
1010  */
1011 void page_move_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
1012 {
1013         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1014
1015         page = compound_head(page);
1016
1017         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1018         VM_BUG_ON_VMA(!anon_vma, vma);
1019
1020         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1021         /*
1022          * Ensure that anon_vma and the PAGE_MAPPING_ANON bit are written
1023          * simultaneously, so a concurrent reader (eg page_referenced()'s
1024          * PageAnon()) will not see one without the other.
1025          */
1026         WRITE_ONCE(page->mapping, (struct address_space *) anon_vma);
1027 }
1028
1029 /**
1030  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
1031  * @page:       Page or Hugepage to add to rmap
1032  * @vma:        VM area to add page to.
1033  * @address:    User virtual address of the mapping     
1034  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
1035  */
1036 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
1037         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1038 {
1039         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1040
1041         BUG_ON(!anon_vma);
1042
1043         if (PageAnon(page))
1044                 return;
1045
1046         /*
1047          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
1048          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
1049          * page mapping!
1050          */
1051         if (!exclusive)
1052                 anon_vma = anon_vma->root;
1053
1054         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1055         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1056         page->index = linear_page_index(vma, address);
1057 }
1058
1059 /**
1060  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
1061  * @page:       the page to add the mapping to
1062  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1063  * @address:    the user virtual address mapped
1064  */
1065 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
1066         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1067 {
1068         /*
1069          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1070          * be set up correctly at this point.
1071          *
1072          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1073          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
1074          * in which case the page is already known to be setup.
1075          *
1076          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1077          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1078          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1079          */
1080         VM_BUG_ON_PAGE(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root, page);
1081         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != linear_page_index(vma, address),
1082                        page);
1083 }
1084
1085 /**
1086  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1087  * @page:       the page to add the mapping to
1088  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1089  * @address:    the user virtual address mapped
1090  * @compound:   charge the page as compound or small page
1091  *
1092  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1093  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1094  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1095  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1096  */
1097 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
1098         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, bool compound)
1099 {
1100         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, compound ? RMAP_COMPOUND : 0);
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
1105  * into pages that are exclusively owned by the current process.
1106  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
1107  */
1108 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
1109         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int flags)
1110 {
1111         bool compound = flags & RMAP_COMPOUND;
1112         bool first;
1113
1114         if (unlikely(PageKsm(page)))
1115                 lock_page_memcg(page);
1116         else
1117                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1118
1119         if (compound) {
1120                 atomic_t *mapcount;
1121                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1122                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
1123                 mapcount = compound_mapcount_ptr(page);
1124                 first = atomic_inc_and_test(mapcount);
1125         } else {
1126                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1127         }
1128
1129         if (first) {
1130                 int nr = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
1131                 /*
1132                  * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1133                  * these counters are not modified in interrupt context, and
1134                  * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption
1135                  * disabled.
1136                  */
1137                 if (compound)
1138 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1139                 {
1140                         if (nr == HPAGE_PMD_NR)
1141                                 __inc_lruvec_page_state(page, NR_ANON_THPS);
1142                         else
1143                                 __inc_lruvec_page_state(page, NR_ANON_64KB_THPS);
1144                 }
1145 #else /* CONFIG_FINEGRAINED_THP */
1146                         __inc_lruvec_page_state(page, NR_ANON_THPS);
1147 #endif /* CONFIG_FINEGRAINED_THP */
1148                 __mod_lruvec_page_state(page, NR_ANON_MAPPED, nr);
1149         }
1150
1151         if (unlikely(PageKsm(page))) {
1152                 unlock_page_memcg(page);
1153                 return;
1154         }
1155
1156         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1157         if (first)
1158                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address,
1159                                 flags & RMAP_EXCLUSIVE);
1160         else
1161                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1162 }
1163
1164 /**
1165  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
1166  * @page:       the page to add the mapping to
1167  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1168  * @address:    the user virtual address mapped
1169  * @compound:   charge the page as compound or small page
1170  *
1171  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
1172  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1173  * Page does not have to be locked.
1174  */
1175 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1176         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, bool compound)
1177 {
1178         int nr = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
1179
1180         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
1181         __SetPageSwapBacked(page);
1182         if (compound) {
1183                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
1184                 /* increment count (starts at -1) */
1185                 atomic_set(compound_mapcount_ptr(page), 0);
1186                 if (hpage_pincount_available(page))
1187                         atomic_set(compound_pincount_ptr(page), 0);
1188 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1189                 if (nr == HPAGE_PMD_NR)
1190                         __inc_lruvec_page_state(page, NR_ANON_THPS);
1191                 else
1192                         __inc_lruvec_page_state(page, NR_ANON_64KB_THPS);
1193 #else /* CONFIG_FINEGRAINED_THP */
1194                 __inc_lruvec_page_state(page, NR_ANON_THPS);
1195 #endif /* CONFIG_FINEGRAINED_THP */
1196         } else {
1197                 /* Anon THP always mapped first with PMD */
1198                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransCompound(page), page);
1199                 /* increment count (starts at -1) */
1200                 atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1201         }
1202         __mod_lruvec_page_state(page, NR_ANON_MAPPED, nr);
1203         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1204 }
1205
1206 /**
1207  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1208  * @page: the page to add the mapping to
1209  * @compound: charge the page as compound or small page
1210  *
1211  * The caller needs to hold the pte lock.
1212  */
1213 void page_add_file_rmap(struct page *page, bool compound)
1214 {
1215         int i, nr = 1;
1216
1217         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageTransHuge(page), page);
1218         lock_page_memcg(page);
1219         if (compound && PageTransHuge(page)) {
1220                 for (i = 0, nr = 0; i < thp_nr_pages(page); i++) {
1221                         if (atomic_inc_and_test(&page[i]._mapcount))
1222                                 nr++;
1223                 }
1224                 if (!atomic_inc_and_test(compound_mapcount_ptr(page)))
1225                         goto out;
1226                 if (PageSwapBacked(page))
1227 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1228                         __inc_node_page_state(page, nr == HPAGE_PMD_NR ?
1229                                         NR_SHMEM_PMDMAPPED : NR_SHMEM_PTEMAPPED);
1230 #else
1231                         __inc_node_page_state(page, NR_SHMEM_PMDMAPPED);
1232 #endif
1233                 else
1234 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1235                         __inc_node_page_state(page, nr == HPAGE_PMD_NR ?
1236                                         NR_FILE_PMDMAPPED : NR_FILE_PTEMAPPED);
1237 #else
1238                         __inc_node_page_state(page, NR_FILE_PMDMAPPED);
1239 #endif
1240         } else {
1241                 if (PageTransCompound(page) && page_mapping(page)) {
1242                         VM_WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
1243
1244                         SetPageDoubleMap(compound_head(page));
1245                         if (PageMlocked(page))
1246                                 clear_page_mlock(compound_head(page));
1247                 }
1248                 if (!atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
1249                         goto out;
1250         }
1251         __mod_lruvec_page_state(page, NR_FILE_MAPPED, nr);
1252 out:
1253         unlock_page_memcg(page);
1254 }
1255
1256 static void page_remove_file_rmap(struct page *page, bool compound)
1257 {
1258         int i, nr = 1;
1259
1260         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageHead(page), page);
1261
1262         /* Hugepages are not counted in NR_FILE_MAPPED for now. */
1263         if (unlikely(PageHuge(page))) {
1264                 /* hugetlb pages are always mapped with pmds */
1265                 atomic_dec(compound_mapcount_ptr(page));
1266                 return;
1267         }
1268
1269         /* page still mapped by someone else? */
1270         if (compound && PageTransHuge(page)) {
1271                 for (i = 0, nr = 0; i < thp_nr_pages(page); i++) {
1272                         if (atomic_add_negative(-1, &page[i]._mapcount))
1273                                 nr++;
1274                 }
1275                 if (!atomic_add_negative(-1, compound_mapcount_ptr(page)))
1276                         return;
1277                 if (PageSwapBacked(page))
1278 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1279                         __dec_node_page_state(page, nr == HPAGE_PMD_NR ?
1280                                         NR_SHMEM_PMDMAPPED : NR_SHMEM_PTEMAPPED);
1281 #else
1282                         __dec_node_page_state(page, NR_SHMEM_PMDMAPPED);
1283 #endif
1284                 else
1285 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1286                         __dec_node_page_state(page, nr == HPAGE_PMD_NR ?
1287                                         NR_FILE_PMDMAPPED : NR_FILE_PTEMAPPED);
1288 #else
1289                         __dec_node_page_state(page, NR_FILE_PMDMAPPED);
1290 #endif
1291         } else {
1292                 if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1293                         return;
1294         }
1295
1296         /*
1297          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_lruvec_page_state because
1298          * these counters are not modified in interrupt context, and
1299          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1300          */
1301         __mod_lruvec_page_state(page, NR_FILE_MAPPED, -nr);
1302
1303         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1304                 clear_page_mlock(page);
1305 }
1306
1307 static void page_remove_anon_compound_rmap(struct page *page)
1308 {
1309         int i, nr;
1310
1311         if (!atomic_add_negative(-1, compound_mapcount_ptr(page)))
1312                 return;
1313
1314         /* Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES for now. */
1315         if (unlikely(PageHuge(page)))
1316                 return;
1317
1318         if (!IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE))
1319                 return;
1320
1321 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1322         if (thp_nr_pages(page) == HPAGE_PMD_NR)
1323                 __dec_lruvec_page_state(page, NR_ANON_THPS);
1324         else
1325                 __dec_lruvec_page_state(page, NR_ANON_64KB_THPS);
1326 #else /* CONFIG_FINEGRAINED_THP */
1327         __dec_lruvec_page_state(page, NR_ANON_THPS);
1328 #endif /* CONFIG_FINEGRAINED_THP */
1329
1330         if (TestClearPageDoubleMap(page)) {
1331                 /*
1332                  * Subpages can be mapped with PTEs too. Check how many of
1333                  * them are still mapped.
1334                  */
1335                 for (i = 0, nr = 0; i < thp_nr_pages(page); i++) {
1336                         if (atomic_add_negative(-1, &page[i]._mapcount))
1337                                 nr++;
1338                 }
1339
1340                 /*
1341                  * Queue the page for deferred split if at least one small
1342                  * page of the compound page is unmapped, but at least one
1343                  * small page is still mapped.
1344                  */
1345                 if (nr && nr < thp_nr_pages(page))
1346                         deferred_split_huge_page(page);
1347         } else {
1348                 nr = thp_nr_pages(page);
1349         }
1350
1351         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1352                 clear_page_mlock(page);
1353
1354         if (nr)
1355                 __mod_lruvec_page_state(page, NR_ANON_MAPPED, -nr);
1356 }
1357
1358 /**
1359  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1360  * @page:       page to remove mapping from
1361  * @compound:   uncharge the page as compound or small page
1362  *
1363  * The caller needs to hold the pte lock.
1364  */
1365 void page_remove_rmap(struct page *page, bool compound)
1366 {
1367         lock_page_memcg(page);
1368
1369         if (!PageAnon(page)) {
1370                 page_remove_file_rmap(page, compound);
1371                 goto out;
1372         }
1373
1374         if (compound) {
1375                 page_remove_anon_compound_rmap(page);
1376                 goto out;
1377         }
1378
1379         /* page still mapped by someone else? */
1380         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1381                 goto out;
1382
1383         /*
1384          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1385          * these counters are not modified in interrupt context, and
1386          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1387          */
1388         __dec_lruvec_page_state(page, NR_ANON_MAPPED);
1389
1390         if (unlikely(PageMlocked(page))) {
1391                 if (unlikely(PageTransCompound(page)))
1392                         clear_page_mlock(compound_head(page));
1393                 else
1394                         clear_page_mlock(page);
1395         }
1396
1397         if (PageTransCompound(page))
1398                 deferred_split_huge_page(compound_head(page));
1399
1400         /*
1401          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
1402          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1403          * which increments mapcount after us but sets mapping
1404          * before us: so leave the reset to free_unref_page,
1405          * and remember that it's only reliable while mapped.
1406          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
1407          * faster for those pages still in swapcache.
1408          */
1409 out:
1410         unlock_page_memcg(page);
1411 }
1412
1413 /*
1414  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument
1415  */
1416 static bool try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1417                      unsigned long address, void *arg)
1418 {
1419         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1420         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
1421                 .page = page,
1422                 .vma = vma,
1423                 .address = address,
1424         };
1425         pte_t pteval;
1426         struct page *subpage;
1427         bool ret = true;
1428         struct mmu_notifier_range range;
1429         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)(long)arg;
1430
1431         /*
1432          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1433          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1434          * try_to_unmap() may return false when it is about to become true,
1435          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1436          */
1437         if (flags & TTU_SYNC)
1438                 pvmw.flags = PVMW_SYNC;
1439
1440         /* munlock has nothing to gain from examining un-locked vmas */
1441         if ((flags & TTU_MUNLOCK) && !(vma->vm_flags & VM_LOCKED))
1442                 return true;
1443
1444         if (IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION) && (flags & TTU_MIGRATION) &&
1445             is_zone_device_page(page) && !is_device_private_page(page))
1446                 return true;
1447
1448         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD) {
1449                 split_huge_pmd_address(vma, address,
1450                                 flags & TTU_SPLIT_FREEZE, page);
1451         }
1452
1453 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1454         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PTE)
1455                 split_huge_pte_address(vma, address,
1456                                 flags & TTU_SPLIT_FREEZE, page);
1457 #endif
1458
1459         /*
1460          * For THP, we have to assume the worse case ie pmd for invalidation.
1461          * For hugetlb, it could be much worse if we need to do pud
1462          * invalidation in the case of pmd sharing.
1463          *
1464          * Note that the page can not be free in this function as call of
1465          * try_to_unmap() must hold a reference on the page.
1466          */
1467         range.end = PageKsm(page) ?
1468                         address + PAGE_SIZE : vma_address_end(page, vma);
1469         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_CLEAR, 0, vma, vma->vm_mm,
1470                                 address, range.end);
1471         if (PageHuge(page)) {
1472                 /*
1473                  * If sharing is possible, start and end will be adjusted
1474                  * accordingly.
1475                  */
1476                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &range.start,
1477                                                      &range.end);
1478         }
1479         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
1480
1481         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1482 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1483                 /* PMD-mapped THP migration entry */
1484                 if (!pvmw.pte && (flags & TTU_MIGRATION)) {
1485                         VM_BUG_ON_PAGE(PageHuge(page) || !PageTransCompound(page), page);
1486
1487                         set_pmd_migration_entry(&pvmw, page);
1488                         continue;
1489                 }
1490 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1491                 if (pvmw.pte && pte_cont(*pvmw.pte) && (flags & TTU_MIGRATION)) {
1492                         VM_BUG_ON_PAGE(PageHuge(page) || !PageTransCompound(page), page);
1493
1494                         set_huge_pte_migration_entry(&pvmw, page);
1495                         continue;
1496                 }
1497 #endif /* CONFIG_FINEGRAINED_THP */
1498 #endif
1499
1500                 /*
1501                  * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
1502                  * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
1503                  * skipped over this mm) then we should reactivate it.
1504                  */
1505                 if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
1506                         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1507                                 /* PTE-mapped THP are never mlocked */
1508                                 if (!PageTransCompound(page)) {
1509                                         /*
1510                                          * Holding pte lock, we do *not* need
1511                                          * mmap_lock here
1512                                          */
1513                                         mlock_vma_page(page);
1514                                 }
1515                                 ret = false;
1516                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1517                                 break;
1518                         }
1519                         if (flags & TTU_MUNLOCK)
1520                                 continue;
1521                 }
1522
1523                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1524                 VM_BUG_ON_PAGE(!pvmw.pte, page);
1525
1526                 subpage = page - page_to_pfn(page) + pte_pfn(*pvmw.pte);
1527                 address = pvmw.address;
1528
1529                 if (PageHuge(page) && !PageAnon(page)) {
1530                         /*
1531                          * To call huge_pmd_unshare, i_mmap_rwsem must be
1532                          * held in write mode.  Caller needs to explicitly
1533                          * do this outside rmap routines.
1534                          */
1535                         VM_BUG_ON(!(flags & TTU_RMAP_LOCKED));
1536 #ifdef CONFIG_FINEGRAINED_THP
1537                         if (thp_nr_pages(page) == HPAGE_PMD_NR &&
1538                                         huge_pmd_unshare(mm, vma, &address, pvmw.pte)) {
1539                                 /*
1540                                  * huge_pmd_unshare unmapped an entire PMD
1541                                  * page.  There is no way of knowing exactly
1542                                  * which PMDs may be cached for this mm, so
1543                                  * we must flush them all.  start/end were
1544                                  * already adjusted above to cover this range.
1545                                  */
1546                                 flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1547                                 flush_tlb_range(vma, range.start, range.end);
1548                                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, range.start,
1549                                                               range.end);
1550                                 /*
1551                                  * The ref count of the PMD page was dropped
1552                                  * which is part of the way map counting
1553                                  * is done for shared PMDs.  Return 'true'
1554                                  * here.  When there is no other sharing,
1555                                  * huge_pmd_unshare returns false and we will
1556                                  * unmap the actual page and drop map count
1557                                  * to zero.
1558                                  */
1559                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1560                                 break;
1561                         }
1562 #else /* CONFIG_FINEGRAINED_THP */
1563                         if (huge_pmd_unshare(mm, vma, &address, pvmw.pte)) {
1564                                 /*
1565                                  * huge_pmd_unshare unmapped an entire PMD
1566                                  * page.  There is no way of knowing exactly
1567                                  * which PMDs may be cached for this mm, so
1568                                  * we must flush them all.  start/end were
1569                                  * already adjusted above to cover this range.
1570                                  */
1571                                 flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1572                                 flush_tlb_range(vma, range.start, range.end);
1573                                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, range.start,
1574                                                               range.end);
1575
1576                                 /*
1577                                  * The ref count of the PMD page was dropped
1578                                  * which is part of the way map counting
1579                                  * is done for shared PMDs.  Return 'true'
1580                                  * here.  When there is no other sharing,
1581                                  * huge_pmd_unshare returns false and we will
1582                                  * unmap the actual page and drop map count
1583                                  * to zero.
1584                                  */
1585                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1586                                 break;
1587                         }
1588 #endif /* CONFIG_FINEGRAINED_THP */
1589                 }
1590
1591                 if (IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION) &&
1592                     (flags & TTU_MIGRATION) &&
1593                     is_zone_device_page(page)) {
1594                         swp_entry_t entry;
1595                         pte_t swp_pte;
1596
1597                         pteval = ptep_get_and_clear(mm, pvmw.address, pvmw.pte);
1598
1599                         /*
1600                          * Store the pfn of the page in a special migration
1601                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1602                          * pte is removed and then restart fault handling.
1603                          */
1604                         entry = make_migration_entry(page, 0);
1605                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1606
1607                         /*
1608                          * pteval maps a zone device page and is therefore
1609                          * a swap pte.
1610                          */
1611                         if (pte_swp_soft_dirty(pteval))
1612                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1613                         if (pte_swp_uffd_wp(pteval))
1614                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
1615                         set_pte_at(mm, pvmw.address, pvmw.pte, swp_pte);
1616                         /*
1617                          * No need to invalidate here it will synchronize on
1618                          * against the special swap migration pte.
1619                          *
1620                          * The assignment to subpage above was computed from a
1621                          * swap PTE which results in an invalid pointer.
1622                          * Since only PAGE_SIZE pages can currently be
1623                          * migrated, just set it to page. This will need to be
1624                          * changed when hugepage migrations to device private
1625                          * memory are supported.
1626                          */
1627                         subpage = page;
1628                         goto discard;
1629                 }
1630
1631                 /* Nuke the page table entry. */
1632                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pvmw.pte));
1633                 if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1634                         /*
1635                          * We clear the PTE but do not flush so potentially
1636                          * a remote CPU could still be writing to the page.
1637                          * If the entry was previously clean then the
1638                          * architecture must guarantee that a clear->dirty
1639                          * transition on a cached TLB entry is written through
1640                          * and traps if the PTE is unmapped.
1641                          */
1642                         pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1643
1644                         set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pte_dirty(pteval));
1645                 } else {
1646                         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1647                 }
1648
1649                 /* Move the dirty bit to the page. Now the pte is gone. */
1650                 if (pte_dirty(pteval))
1651                         set_page_dirty(page);
1652
1653                 /* Update high watermark before we lower rss */
1654                 update_hiwater_rss(mm);
1655
1656                 if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1657                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
1658                         if (PageHuge(page)) {
1659                                 hugetlb_count_sub(compound_nr(page), mm);
1660                                 set_huge_swap_pte_at(mm, address,
1661                                                      pvmw.pte, pteval,
1662                                                      vma_mmu_pagesize(vma));
1663                         } else {
1664                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(page));
1665                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1666                         }
1667
1668                 } else if (pte_unused(pteval) && !userfaultfd_armed(vma)) {
1669                         /*
1670                          * The guest indicated that the page content is of no
1671                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
1672                          * will take care of the rest.
1673                          * A future reference will then fault in a new zero
1674                          * page. When userfaultfd is active, we must not drop
1675                          * this page though, as its main user (postcopy
1676                          * migration) will not expect userfaults on already
1677                          * copied pages.
1678                          */
1679                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(page));
1680                         /* We have to invalidate as we cleared the pte */
1681                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1682                                                       address + PAGE_SIZE);
1683                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION) &&
1684                                 (flags & (TTU_MIGRATION|TTU_SPLIT_FREEZE))) {
1685                         swp_entry_t entry;
1686                         pte_t swp_pte;
1687
1688                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
1689                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1690                                 ret = false;
1691                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1692                                 break;
1693                         }
1694
1695                         /*
1696                          * Store the pfn of the page in a special migration
1697                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1698                          * pte is removed and then restart fault handling.
1699                          */
1700                         entry = make_migration_entry(subpage,
1701                                         pte_write(pteval));
1702                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1703                         if (pte_soft_dirty(pteval))
1704                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1705                         if (pte_uffd_wp(pteval))
1706                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
1707                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
1708                         /*
1709                          * No need to invalidate here it will synchronize on
1710                          * against the special swap migration pte.
1711                          */
1712                 } else if (PageAnon(page)) {
1713                         swp_entry_t entry = { .val = page_private(subpage) };
1714                         pte_t swp_pte;
1715                         /*
1716                          * Store the swap location in the pte.
1717                          * See handle_pte_fault() ...
1718                          */
1719                         if (unlikely(PageSwapBacked(page) != PageSwapCache(page))) {
1720                                 WARN_ON_ONCE(1);
1721                                 ret = false;
1722                                 /* We have to invalidate as we cleared the pte */
1723                                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1724                                                         address + PAGE_SIZE);
1725                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1726                                 break;
1727                         }
1728
1729                         /* MADV_FREE page check */
1730                         if (!PageSwapBacked(page)) {
1731                                 if (!PageDirty(page)) {
1732                                         /* Invalidate as we cleared the pte */
1733                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1734                                                 address, address + PAGE_SIZE);
1735                                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1736                                         goto discard;
1737                                 }
1738
1739                                 /*
1740                                  * If the page was redirtied, it cannot be
1741                                  * discarded. Remap the page to page table.
1742                                  */
1743                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1744                                 SetPageSwapBacked(page);
1745                                 ret = false;
1746                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1747                                 break;
1748                         }
1749
1750                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1751                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1752                                 ret = false;
1753                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1754                                 break;
1755                         }
1756                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
1757                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1758                                 ret = false;
1759                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1760                                 break;
1761                         }
1762                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1763                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1764                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1765                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1766                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1767                         }
1768                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1769                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1770                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1771                         if (pte_soft_dirty(pteval))
1772                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1773                         if (pte_uffd_wp(pteval))
1774                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
1775                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
1776                         /* Invalidate as we cleared the pte */
1777                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1778                                                       address + PAGE_SIZE);
1779                 } else {
1780                         /*
1781                          * This is a locked file-backed page, thus it cannot
1782                          * be removed from the page cache and replaced by a new
1783                          * page before mmu_notifier_invalidate_range_end, so no
1784                          * concurrent thread might update its page table to
1785                          * point at new page while a device still is using this
1786                          * page.
1787                          *
1788                          * See Documentation/vm/mmu_notifier.rst
1789                          */
1790                         dec_mm_counter(mm, mm_counter_file(page));
1791                 }
1792 discard:
1793                 /*
1794                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() it has be
1795                  * done above for all cases requiring it to happen under page
1796                  * table lock before mmu_notifier_invalidate_range_end()
1797                  *
1798                  * See Documentation/vm/mmu_notifier.rst
1799                  */
1800                 page_remove_rmap(subpage, PageHuge(page));
1801                 put_page(page);
1802         }
1803
1804         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
1805
1806         return ret;
1807 }
1808
1809 static bool invalid_migration_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1810 {
1811         return vma_is_temporary_stack(vma);
1812 }
1813
1814 static int page_not_mapped(struct page *page)
1815 {
1816         return !page_mapped(page);
1817 }
1818
1819 /**
1820  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1821  * @page: the page to get unmapped
1822  * @flags: action and flags
1823  *
1824  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1825  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1826  *
1827  * If unmap is successful, return true. Otherwise, false.
1828  */
1829 bool try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1830 {
1831         struct rmap_walk_control rwc = {
1832                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1833                 .arg = (void *)flags,
1834                 .done = page_not_mapped,
1835                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1836         };
1837
1838         /*
1839          * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1840          * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1841          * page tables leading to a race where migration cannot
1842          * find the migration ptes. Rather than increasing the
1843          * locking requirements of exec(), migration skips
1844          * temporary VMAs until after exec() completes.
1845          */
1846         if ((flags & (TTU_MIGRATION|TTU_SPLIT_FREEZE))
1847             && !PageKsm(page) && PageAnon(page))
1848                 rwc.invalid_vma = invalid_migration_vma;
1849
1850         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
1851                 rmap_walk_locked(page, &rwc);
1852         else
1853                 rmap_walk(page, &rwc);
1854
1855         /*
1856          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1857          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1858          * try_to_unmap() may return false when it is about to become true,
1859          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1860          */
1861         return !page_mapcount(page);
1862 }
1863
1864 /**
1865  * try_to_munlock - try to munlock a page
1866  * @page: the page to be munlocked
1867  *
1868  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1869  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1870  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1871  */
1872
1873 void try_to_munlock(struct page *page)
1874 {
1875         struct rmap_walk_control rwc = {
1876                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1877                 .arg = (void *)TTU_MUNLOCK,
1878                 .done = page_not_mapped,
1879                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1880
1881         };
1882
1883         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page) || PageLRU(page), page);
1884         VM_BUG_ON_PAGE(PageCompound(page) && PageDoubleMap(page), page);
1885
1886         rmap_walk(page, &rwc);
1887 }
1888
1889 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1890 {
1891         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1892
1893         anon_vma_free(anon_vma);
1894         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
1895                 anon_vma_free(root);
1896 }
1897
1898 static struct anon_vma *rmap_walk_anon_lock(struct page *page,
1899                                         struct rmap_walk_control *rwc)
1900 {
1901         struct anon_vma *anon_vma;
1902
1903         if (rwc->anon_lock)
1904                 return rwc->anon_lock(page);
1905
1906         /*
1907          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma_read()
1908          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1909          * are holding mmap_lock. Users without mmap_lock are required to
1910          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1911          */
1912         anon_vma = page_anon_vma(page);
1913         if (!anon_vma)
1914                 return NULL;
1915
1916         anon_vma_lock_read(anon_vma);
1917         return anon_vma;
1918 }
1919
1920 /*
1921  * rmap_walk_anon - do something to anonymous page using the object-based
1922  * rmap method
1923  * @page: the page to be handled
1924  * @rwc: control variable according to each walk type
1925  *
1926  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1927  * contained in the anon_vma struct it points to.
1928  *
1929  * When called from try_to_munlock(), the mmap_lock of the mm containing the vma
1930  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1931  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1932  * LOCKED.
1933  */
1934 static void rmap_walk_anon(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc,
1935                 bool locked)
1936 {
1937         struct anon_vma *anon_vma;
1938         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
1939         struct anon_vma_chain *avc;
1940
1941         if (locked) {
1942                 anon_vma = page_anon_vma(page);
1943                 /* anon_vma disappear under us? */
1944                 VM_BUG_ON_PAGE(!anon_vma, page);
1945         } else {
1946                 anon_vma = rmap_walk_anon_lock(page, rwc);
1947         }
1948         if (!anon_vma)
1949                 return;
1950
1951         pgoff_start = page_to_pgoff(page);
1952         pgoff_end = pgoff_start + thp_nr_pages(page) - 1;
1953         anon_vma_interval_tree_foreach(avc, &anon_vma->rb_root,
1954                         pgoff_start, pgoff_end) {
1955                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1956                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1957
1958                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
1959                 cond_resched();
1960
1961                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
1962                         continue;
1963
1964                 if (!rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg))
1965                         break;
1966                 if (rwc->done && rwc->done(page))
1967                         break;
1968         }
1969
1970         if (!locked)
1971                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
1972 }
1973
1974 /*
1975  * rmap_walk_file - do something to file page using the object-based rmap method
1976  * @page: the page to be handled
1977  * @rwc: control variable according to each walk type
1978  *
1979  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1980  * contained in the address_space struct it points to.
1981  *
1982  * When called from try_to_munlock(), the mmap_lock of the mm containing the vma
1983  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1984  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1985  * LOCKED.
1986  */
1987 static void rmap_walk_file(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc,
1988                 bool locked)
1989 {
1990         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
1991         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
1992         struct vm_area_struct *vma;
1993
1994         /*
1995          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
1996          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
1997          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
1998          * so we can safely take mapping->i_mmap_rwsem.
1999          */
2000         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2001
2002         if (!mapping)
2003                 return;
2004
2005         pgoff_start = page_to_pgoff(page);
2006         pgoff_end = pgoff_start + thp_nr_pages(page) - 1;
2007         if (!locked)
2008                 i_mmap_lock_read(mapping);
2009         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap,
2010                         pgoff_start, pgoff_end) {
2011                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
2012
2013                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
2014                 cond_resched();
2015
2016                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
2017                         continue;
2018
2019                 if (!rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg))
2020                         goto done;
2021                 if (rwc->done && rwc->done(page))
2022                         goto done;
2023         }
2024
2025 done:
2026         if (!locked)
2027                 i_mmap_unlock_read(mapping);
2028 }
2029
2030 void rmap_walk(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
2031 {
2032         if (unlikely(PageKsm(page)))
2033                 rmap_walk_ksm(page, rwc);
2034         else if (PageAnon(page))
2035                 rmap_walk_anon(page, rwc, false);
2036         else
2037                 rmap_walk_file(page, rwc, false);
2038 }
2039
2040 /* Like rmap_walk, but caller holds relevant rmap lock */
2041 void rmap_walk_locked(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
2042 {
2043         /* no ksm support for now */
2044         VM_BUG_ON_PAGE(PageKsm(page), page);
2045         if (PageAnon(page))
2046                 rmap_walk_anon(page, rwc, true);
2047         else
2048                 rmap_walk_file(page, rwc, true);
2049 }
2050
2051 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2052 /*
2053  * The following two functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
2054  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
2055  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
2056  */
2057 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
2058                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
2059 {
2060         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
2061         int first;
2062
2063         BUG_ON(!PageLocked(page));
2064         BUG_ON(!anon_vma);
2065         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
2066         first = atomic_inc_and_test(compound_mapcount_ptr(page));
2067         if (first)
2068                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
2069 }
2070
2071 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
2072                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
2073 {
2074         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
2075         atomic_set(compound_mapcount_ptr(page), 0);
2076         if (hpage_pincount_available(page))
2077                 atomic_set(compound_pincount_ptr(page), 0);
2078
2079         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
2080 }
2081 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */