Merge tag 'rpmsg-v6.6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/remoteproc...
[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_rwsem       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   mm->mmap_lock
25  *     mapping->invalidate_lock (in filemap_fault)
26  *       page->flags PG_locked (lock_page)
27  *         hugetlbfs_i_mmap_rwsem_key (in huge_pmd_share, see hugetlbfs below)
28  *           vma_start_write
29  *             mapping->i_mmap_rwsem
30  *               anon_vma->rwsem
31  *                 mm->page_table_lock or pte_lock
32  *                   swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
33  *                     mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
34  *                     mapping->private_lock (in block_dirty_folio)
35  *                       folio_lock_memcg move_lock (in block_dirty_folio)
36  *                         i_pages lock (widely used)
37  *                           lruvec->lru_lock (in folio_lruvec_lock_irq)
38  *                     inode->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
39  *                     bdi.wb->list_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
40  *                       sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
41  *                       i_pages lock (widely used, in set_page_dirty,
42  *                                 in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
43  *                                 within bdi.wb->list_lock in __sync_single_inode)
44  *
45  * anon_vma->rwsem,mapping->i_mmap_rwsem   (memory_failure, collect_procs_anon)
46  *   ->tasklist_lock
47  *     pte map lock
48  *
49  * hugetlbfs PageHuge() take locks in this order:
50  *   hugetlb_fault_mutex (hugetlbfs specific page fault mutex)
51  *     vma_lock (hugetlb specific lock for pmd_sharing)
52  *       mapping->i_mmap_rwsem (also used for hugetlb pmd sharing)
53  *         page->flags PG_locked (lock_page)
54  */
55
56 #include <linux/mm.h>
57 #include <linux/sched/mm.h>
58 #include <linux/sched/task.h>
59 #include <linux/pagemap.h>
60 #include <linux/swap.h>
61 #include <linux/swapops.h>
62 #include <linux/slab.h>
63 #include <linux/init.h>
64 #include <linux/ksm.h>
65 #include <linux/rmap.h>
66 #include <linux/rcupdate.h>
67 #include <linux/export.h>
68 #include <linux/memcontrol.h>
69 #include <linux/mmu_notifier.h>
70 #include <linux/migrate.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/huge_mm.h>
73 #include <linux/backing-dev.h>
74 #include <linux/page_idle.h>
75 #include <linux/memremap.h>
76 #include <linux/userfaultfd_k.h>
77 #include <linux/mm_inline.h>
78
79 #include <asm/tlbflush.h>
80
81 #define CREATE_TRACE_POINTS
82 #include <trace/events/tlb.h>
83 #include <trace/events/migrate.h>
84
85 #include "internal.h"
86
87 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
88 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
89
90 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
91 {
92         struct anon_vma *anon_vma;
93
94         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
95         if (anon_vma) {
96                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
97                 anon_vma->num_children = 0;
98                 anon_vma->num_active_vmas = 0;
99                 anon_vma->parent = anon_vma;
100                 /*
101                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
102                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
103                  */
104                 anon_vma->root = anon_vma;
105         }
106
107         return anon_vma;
108 }
109
110 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
111 {
112         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
113
114         /*
115          * Synchronize against folio_lock_anon_vma_read() such that
116          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
117          * freed.
118          *
119          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
120          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
121          * down_read_trylock() from folio_lock_anon_vma_read(). This orders:
122          *
123          * folio_lock_anon_vma_read()   VS      put_anon_vma()
124          *   down_read_trylock()                  atomic_dec_and_test()
125          *   LOCK                                 MB
126          *   atomic_read()                        rwsem_is_locked()
127          *
128          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
129          * happen _before_ what follows.
130          */
131         might_sleep();
132         if (rwsem_is_locked(&anon_vma->root->rwsem)) {
133                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
134                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
135         }
136
137         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
138 }
139
140 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(gfp_t gfp)
141 {
142         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, gfp);
143 }
144
145 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
146 {
147         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
148 }
149
150 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
151                                 struct anon_vma_chain *avc,
152                                 struct anon_vma *anon_vma)
153 {
154         avc->vma = vma;
155         avc->anon_vma = anon_vma;
156         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
157         anon_vma_interval_tree_insert(avc, &anon_vma->rb_root);
158 }
159
160 /**
161  * __anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
162  * @vma: the memory region in question
163  *
164  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
165  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
166  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
167  *
168  * The common case will be that we already have one, which
169  * is handled inline by anon_vma_prepare(). But if
170  * not we either need to find an adjacent mapping that we
171  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
172  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
173  * allocate a new one.
174  *
175  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
176  * optimistically looked up an anon_vma in folio_lock_anon_vma_read()
177  * and that may actually touch the rwsem even in the newly
178  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
179  * anon_vma isn't actually destroyed).
180  *
181  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
182  * for the new allocation. At the same time, we do not want
183  * to do any locking for the common case of already having
184  * an anon_vma.
185  *
186  * This must be called with the mmap_lock held for reading.
187  */
188 int __anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
189 {
190         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
191         struct anon_vma *anon_vma, *allocated;
192         struct anon_vma_chain *avc;
193
194         might_sleep();
195
196         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
197         if (!avc)
198                 goto out_enomem;
199
200         anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
201         allocated = NULL;
202         if (!anon_vma) {
203                 anon_vma = anon_vma_alloc();
204                 if (unlikely(!anon_vma))
205                         goto out_enomem_free_avc;
206                 anon_vma->num_children++; /* self-parent link for new root */
207                 allocated = anon_vma;
208         }
209
210         anon_vma_lock_write(anon_vma);
211         /* page_table_lock to protect against threads */
212         spin_lock(&mm->page_table_lock);
213         if (likely(!vma->anon_vma)) {
214                 vma->anon_vma = anon_vma;
215                 anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
216                 anon_vma->num_active_vmas++;
217                 allocated = NULL;
218                 avc = NULL;
219         }
220         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
221         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
222
223         if (unlikely(allocated))
224                 put_anon_vma(allocated);
225         if (unlikely(avc))
226                 anon_vma_chain_free(avc);
227
228         return 0;
229
230  out_enomem_free_avc:
231         anon_vma_chain_free(avc);
232  out_enomem:
233         return -ENOMEM;
234 }
235
236 /*
237  * This is a useful helper function for locking the anon_vma root as
238  * we traverse the vma->anon_vma_chain, looping over anon_vma's that
239  * have the same vma.
240  *
241  * Such anon_vma's should have the same root, so you'd expect to see
242  * just a single mutex_lock for the whole traversal.
243  */
244 static inline struct anon_vma *lock_anon_vma_root(struct anon_vma *root, struct anon_vma *anon_vma)
245 {
246         struct anon_vma *new_root = anon_vma->root;
247         if (new_root != root) {
248                 if (WARN_ON_ONCE(root))
249                         up_write(&root->rwsem);
250                 root = new_root;
251                 down_write(&root->rwsem);
252         }
253         return root;
254 }
255
256 static inline void unlock_anon_vma_root(struct anon_vma *root)
257 {
258         if (root)
259                 up_write(&root->rwsem);
260 }
261
262 /*
263  * Attach the anon_vmas from src to dst.
264  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
265  *
266  * anon_vma_clone() is called by vma_expand(), vma_merge(), __split_vma(),
267  * copy_vma() and anon_vma_fork(). The first four want an exact copy of src,
268  * while the last one, anon_vma_fork(), may try to reuse an existing anon_vma to
269  * prevent endless growth of anon_vma. Since dst->anon_vma is set to NULL before
270  * call, we can identify this case by checking (!dst->anon_vma &&
271  * src->anon_vma).
272  *
273  * If (!dst->anon_vma && src->anon_vma) is true, this function tries to find
274  * and reuse existing anon_vma which has no vmas and only one child anon_vma.
275  * This prevents degradation of anon_vma hierarchy to endless linear chain in
276  * case of constantly forking task. On the other hand, an anon_vma with more
277  * than one child isn't reused even if there was no alive vma, thus rmap
278  * walker has a good chance of avoiding scanning the whole hierarchy when it
279  * searches where page is mapped.
280  */
281 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
282 {
283         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
284         struct anon_vma *root = NULL;
285
286         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
287                 struct anon_vma *anon_vma;
288
289                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
290                 if (unlikely(!avc)) {
291                         unlock_anon_vma_root(root);
292                         root = NULL;
293                         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
294                         if (!avc)
295                                 goto enomem_failure;
296                 }
297                 anon_vma = pavc->anon_vma;
298                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
299                 anon_vma_chain_link(dst, avc, anon_vma);
300
301                 /*
302                  * Reuse existing anon_vma if it has no vma and only one
303                  * anon_vma child.
304                  *
305                  * Root anon_vma is never reused:
306                  * it has self-parent reference and at least one child.
307                  */
308                 if (!dst->anon_vma && src->anon_vma &&
309                     anon_vma->num_children < 2 &&
310                     anon_vma->num_active_vmas == 0)
311                         dst->anon_vma = anon_vma;
312         }
313         if (dst->anon_vma)
314                 dst->anon_vma->num_active_vmas++;
315         unlock_anon_vma_root(root);
316         return 0;
317
318  enomem_failure:
319         /*
320          * dst->anon_vma is dropped here otherwise its num_active_vmas can
321          * be incorrectly decremented in unlink_anon_vmas().
322          * We can safely do this because callers of anon_vma_clone() don't care
323          * about dst->anon_vma if anon_vma_clone() failed.
324          */
325         dst->anon_vma = NULL;
326         unlink_anon_vmas(dst);
327         return -ENOMEM;
328 }
329
330 /*
331  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
332  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
333  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
334  */
335 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
336 {
337         struct anon_vma_chain *avc;
338         struct anon_vma *anon_vma;
339         int error;
340
341         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
342         if (!pvma->anon_vma)
343                 return 0;
344
345         /* Drop inherited anon_vma, we'll reuse existing or allocate new. */
346         vma->anon_vma = NULL;
347
348         /*
349          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
350          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
351          */
352         error = anon_vma_clone(vma, pvma);
353         if (error)
354                 return error;
355
356         /* An existing anon_vma has been reused, all done then. */
357         if (vma->anon_vma)
358                 return 0;
359
360         /* Then add our own anon_vma. */
361         anon_vma = anon_vma_alloc();
362         if (!anon_vma)
363                 goto out_error;
364         anon_vma->num_active_vmas++;
365         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
366         if (!avc)
367                 goto out_error_free_anon_vma;
368
369         /*
370          * The root anon_vma's rwsem is the lock actually used when we
371          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
372          */
373         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
374         anon_vma->parent = pvma->anon_vma;
375         /*
376          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
377          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
378          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
379          */
380         get_anon_vma(anon_vma->root);
381         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
382         vma->anon_vma = anon_vma;
383         anon_vma_lock_write(anon_vma);
384         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
385         anon_vma->parent->num_children++;
386         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
387
388         return 0;
389
390  out_error_free_anon_vma:
391         put_anon_vma(anon_vma);
392  out_error:
393         unlink_anon_vmas(vma);
394         return -ENOMEM;
395 }
396
397 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
398 {
399         struct anon_vma_chain *avc, *next;
400         struct anon_vma *root = NULL;
401
402         /*
403          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
404          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
405          */
406         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
407                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
408
409                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
410                 anon_vma_interval_tree_remove(avc, &anon_vma->rb_root);
411
412                 /*
413                  * Leave empty anon_vmas on the list - we'll need
414                  * to free them outside the lock.
415                  */
416                 if (RB_EMPTY_ROOT(&anon_vma->rb_root.rb_root)) {
417                         anon_vma->parent->num_children--;
418                         continue;
419                 }
420
421                 list_del(&avc->same_vma);
422                 anon_vma_chain_free(avc);
423         }
424         if (vma->anon_vma) {
425                 vma->anon_vma->num_active_vmas--;
426
427                 /*
428                  * vma would still be needed after unlink, and anon_vma will be prepared
429                  * when handle fault.
430                  */
431                 vma->anon_vma = NULL;
432         }
433         unlock_anon_vma_root(root);
434
435         /*
436          * Iterate the list once more, it now only contains empty and unlinked
437          * anon_vmas, destroy them. Could not do before due to __put_anon_vma()
438          * needing to write-acquire the anon_vma->root->rwsem.
439          */
440         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
441                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
442
443                 VM_WARN_ON(anon_vma->num_children);
444                 VM_WARN_ON(anon_vma->num_active_vmas);
445                 put_anon_vma(anon_vma);
446
447                 list_del(&avc->same_vma);
448                 anon_vma_chain_free(avc);
449         }
450 }
451
452 static void anon_vma_ctor(void *data)
453 {
454         struct anon_vma *anon_vma = data;
455
456         init_rwsem(&anon_vma->rwsem);
457         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
458         anon_vma->rb_root = RB_ROOT_CACHED;
459 }
460
461 void __init anon_vma_init(void)
462 {
463         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
464                         0, SLAB_TYPESAFE_BY_RCU|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
465                         anon_vma_ctor);
466         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain,
467                         SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT);
468 }
469
470 /*
471  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
472  *
473  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
474  * the best this function can do is return a refcount increased anon_vma
475  * that might have been relevant to this page.
476  *
477  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
478  * returned may already be freed (and even reused).
479  *
480  * In case it was remapped to a different anon_vma, the new anon_vma will be a
481  * child of the old anon_vma, and the anon_vma lifetime rules will therefore
482  * ensure that any anon_vma obtained from the page will still be valid for as
483  * long as we observe page_mapped() [ hence all those page_mapped() tests ].
484  *
485  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
486  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
487  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
488  *
489  * Since anon_vma's slab is SLAB_TYPESAFE_BY_RCU and we know from
490  * page_remove_rmap() that the anon_vma pointer from page->mapping is valid
491  * if there is a mapcount, we can dereference the anon_vma after observing
492  * those.
493  */
494 struct anon_vma *folio_get_anon_vma(struct folio *folio)
495 {
496         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
497         unsigned long anon_mapping;
498
499         rcu_read_lock();
500         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(folio->mapping);
501         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
502                 goto out;
503         if (!folio_mapped(folio))
504                 goto out;
505
506         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
507         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
508                 anon_vma = NULL;
509                 goto out;
510         }
511
512         /*
513          * If this folio is still mapped, then its anon_vma cannot have been
514          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
515          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
516          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
517          * above cannot corrupt).
518          */
519         if (!folio_mapped(folio)) {
520                 rcu_read_unlock();
521                 put_anon_vma(anon_vma);
522                 return NULL;
523         }
524 out:
525         rcu_read_unlock();
526
527         return anon_vma;
528 }
529
530 /*
531  * Similar to folio_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
532  *
533  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
534  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
535  * reference like with folio_get_anon_vma() and then block on the mutex
536  * on !rwc->try_lock case.
537  */
538 struct anon_vma *folio_lock_anon_vma_read(struct folio *folio,
539                                           struct rmap_walk_control *rwc)
540 {
541         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
542         struct anon_vma *root_anon_vma;
543         unsigned long anon_mapping;
544
545         rcu_read_lock();
546         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(folio->mapping);
547         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
548                 goto out;
549         if (!folio_mapped(folio))
550                 goto out;
551
552         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
553         root_anon_vma = READ_ONCE(anon_vma->root);
554         if (down_read_trylock(&root_anon_vma->rwsem)) {
555                 /*
556                  * If the folio is still mapped, then this anon_vma is still
557                  * its anon_vma, and holding the mutex ensures that it will
558                  * not go away, see anon_vma_free().
559                  */
560                 if (!folio_mapped(folio)) {
561                         up_read(&root_anon_vma->rwsem);
562                         anon_vma = NULL;
563                 }
564                 goto out;
565         }
566
567         if (rwc && rwc->try_lock) {
568                 anon_vma = NULL;
569                 rwc->contended = true;
570                 goto out;
571         }
572
573         /* trylock failed, we got to sleep */
574         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
575                 anon_vma = NULL;
576                 goto out;
577         }
578
579         if (!folio_mapped(folio)) {
580                 rcu_read_unlock();
581                 put_anon_vma(anon_vma);
582                 return NULL;
583         }
584
585         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
586         rcu_read_unlock();
587         anon_vma_lock_read(anon_vma);
588
589         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
590                 /*
591                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
592                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
593                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock_write() recursion.
594                  */
595                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
596                 __put_anon_vma(anon_vma);
597                 anon_vma = NULL;
598         }
599
600         return anon_vma;
601
602 out:
603         rcu_read_unlock();
604         return anon_vma;
605 }
606
607 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
608 /*
609  * Flush TLB entries for recently unmapped pages from remote CPUs. It is
610  * important if a PTE was dirty when it was unmapped that it's flushed
611  * before any IO is initiated on the page to prevent lost writes. Similarly,
612  * it must be flushed before freeing to prevent data leakage.
613  */
614 void try_to_unmap_flush(void)
615 {
616         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
617
618         if (!tlb_ubc->flush_required)
619                 return;
620
621         arch_tlbbatch_flush(&tlb_ubc->arch);
622         tlb_ubc->flush_required = false;
623         tlb_ubc->writable = false;
624 }
625
626 /* Flush iff there are potentially writable TLB entries that can race with IO */
627 void try_to_unmap_flush_dirty(void)
628 {
629         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
630
631         if (tlb_ubc->writable)
632                 try_to_unmap_flush();
633 }
634
635 /*
636  * Bits 0-14 of mm->tlb_flush_batched record pending generations.
637  * Bits 16-30 of mm->tlb_flush_batched bit record flushed generations.
638  */
639 #define TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT   16
640 #define TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK                    \
641         ((1 << (TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT - 1)) - 1)
642 #define TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_LARGE                   \
643         (TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK / 2)
644
645 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, pte_t pteval,
646                                       unsigned long uaddr)
647 {
648         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
649         int batch;
650         bool writable = pte_dirty(pteval);
651
652         if (!pte_accessible(mm, pteval))
653                 return;
654
655         arch_tlbbatch_add_pending(&tlb_ubc->arch, mm, uaddr);
656         tlb_ubc->flush_required = true;
657
658         /*
659          * Ensure compiler does not re-order the setting of tlb_flush_batched
660          * before the PTE is cleared.
661          */
662         barrier();
663         batch = atomic_read(&mm->tlb_flush_batched);
664 retry:
665         if ((batch & TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK) > TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_LARGE) {
666                 /*
667                  * Prevent `pending' from catching up with `flushed' because of
668                  * overflow.  Reset `pending' and `flushed' to be 1 and 0 if
669                  * `pending' becomes large.
670                  */
671                 if (!atomic_try_cmpxchg(&mm->tlb_flush_batched, &batch, 1))
672                         goto retry;
673         } else {
674                 atomic_inc(&mm->tlb_flush_batched);
675         }
676
677         /*
678          * If the PTE was dirty then it's best to assume it's writable. The
679          * caller must use try_to_unmap_flush_dirty() or try_to_unmap_flush()
680          * before the page is queued for IO.
681          */
682         if (writable)
683                 tlb_ubc->writable = true;
684 }
685
686 /*
687  * Returns true if the TLB flush should be deferred to the end of a batch of
688  * unmap operations to reduce IPIs.
689  */
690 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
691 {
692         if (!(flags & TTU_BATCH_FLUSH))
693                 return false;
694
695         return arch_tlbbatch_should_defer(mm);
696 }
697
698 /*
699  * Reclaim unmaps pages under the PTL but do not flush the TLB prior to
700  * releasing the PTL if TLB flushes are batched. It's possible for a parallel
701  * operation such as mprotect or munmap to race between reclaim unmapping
702  * the page and flushing the page. If this race occurs, it potentially allows
703  * access to data via a stale TLB entry. Tracking all mm's that have TLB
704  * batching in flight would be expensive during reclaim so instead track
705  * whether TLB batching occurred in the past and if so then do a flush here
706  * if required. This will cost one additional flush per reclaim cycle paid
707  * by the first operation at risk such as mprotect and mumap.
708  *
709  * This must be called under the PTL so that an access to tlb_flush_batched
710  * that is potentially a "reclaim vs mprotect/munmap/etc" race will synchronise
711  * via the PTL.
712  */
713 void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
714 {
715         int batch = atomic_read(&mm->tlb_flush_batched);
716         int pending = batch & TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK;
717         int flushed = batch >> TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT;
718
719         if (pending != flushed) {
720                 arch_flush_tlb_batched_pending(mm);
721                 /*
722                  * If the new TLB flushing is pending during flushing, leave
723                  * mm->tlb_flush_batched as is, to avoid losing flushing.
724                  */
725                 atomic_cmpxchg(&mm->tlb_flush_batched, batch,
726                                pending | (pending << TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT));
727         }
728 }
729 #else
730 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, pte_t pteval,
731                                       unsigned long uaddr)
732 {
733 }
734
735 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
736 {
737         return false;
738 }
739 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
740
741 /*
742  * At what user virtual address is page expected in vma?
743  * Caller should check the page is actually part of the vma.
744  */
745 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
746 {
747         struct folio *folio = page_folio(page);
748         if (folio_test_anon(folio)) {
749                 struct anon_vma *page__anon_vma = folio_anon_vma(folio);
750                 /*
751                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
752                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
753                  */
754                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
755                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
756                         return -EFAULT;
757         } else if (!vma->vm_file) {
758                 return -EFAULT;
759         } else if (vma->vm_file->f_mapping != folio->mapping) {
760                 return -EFAULT;
761         }
762
763         return vma_address(page, vma);
764 }
765
766 /*
767  * Returns the actual pmd_t* where we expect 'address' to be mapped from, or
768  * NULL if it doesn't exist.  No guarantees / checks on what the pmd_t*
769  * represents.
770  */
771 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
772 {
773         pgd_t *pgd;
774         p4d_t *p4d;
775         pud_t *pud;
776         pmd_t *pmd = NULL;
777
778         pgd = pgd_offset(mm, address);
779         if (!pgd_present(*pgd))
780                 goto out;
781
782         p4d = p4d_offset(pgd, address);
783         if (!p4d_present(*p4d))
784                 goto out;
785
786         pud = pud_offset(p4d, address);
787         if (!pud_present(*pud))
788                 goto out;
789
790         pmd = pmd_offset(pud, address);
791 out:
792         return pmd;
793 }
794
795 struct folio_referenced_arg {
796         int mapcount;
797         int referenced;
798         unsigned long vm_flags;
799         struct mem_cgroup *memcg;
800 };
801 /*
802  * arg: folio_referenced_arg will be passed
803  */
804 static bool folio_referenced_one(struct folio *folio,
805                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, void *arg)
806 {
807         struct folio_referenced_arg *pra = arg;
808         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
809         int referenced = 0;
810
811         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
812                 address = pvmw.address;
813
814                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) &&
815                     (!folio_test_large(folio) || !pvmw.pte)) {
816                         /* Restore the mlock which got missed */
817                         mlock_vma_folio(folio, vma, !pvmw.pte);
818                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
819                         pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
820                         return false; /* To break the loop */
821                 }
822
823                 if (pvmw.pte) {
824                         if (lru_gen_enabled() &&
825                             pte_young(ptep_get(pvmw.pte))) {
826                                 lru_gen_look_around(&pvmw);
827                                 referenced++;
828                         }
829
830                         if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address,
831                                                 pvmw.pte))
832                                 referenced++;
833                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)) {
834                         if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address,
835                                                 pvmw.pmd))
836                                 referenced++;
837                 } else {
838                         /* unexpected pmd-mapped folio? */
839                         WARN_ON_ONCE(1);
840                 }
841
842                 pra->mapcount--;
843         }
844
845         if (referenced)
846                 folio_clear_idle(folio);
847         if (folio_test_clear_young(folio))
848                 referenced++;
849
850         if (referenced) {
851                 pra->referenced++;
852                 pra->vm_flags |= vma->vm_flags & ~VM_LOCKED;
853         }
854
855         if (!pra->mapcount)
856                 return false; /* To break the loop */
857
858         return true;
859 }
860
861 static bool invalid_folio_referenced_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
862 {
863         struct folio_referenced_arg *pra = arg;
864         struct mem_cgroup *memcg = pra->memcg;
865
866         /*
867          * Ignore references from this mapping if it has no recency. If the
868          * folio has been used in another mapping, we will catch it; if this
869          * other mapping is already gone, the unmap path will have set the
870          * referenced flag or activated the folio in zap_pte_range().
871          */
872         if (!vma_has_recency(vma))
873                 return true;
874
875         /*
876          * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip counting on behalf
877          * of references from different cgroups.
878          */
879         if (memcg && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, memcg))
880                 return true;
881
882         return false;
883 }
884
885 /**
886  * folio_referenced() - Test if the folio was referenced.
887  * @folio: The folio to test.
888  * @is_locked: Caller holds lock on the folio.
889  * @memcg: target memory cgroup
890  * @vm_flags: A combination of all the vma->vm_flags which referenced the folio.
891  *
892  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings of a folio,
893  *
894  * Return: The number of mappings which referenced the folio. Return -1 if
895  * the function bailed out due to rmap lock contention.
896  */
897 int folio_referenced(struct folio *folio, int is_locked,
898                      struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *vm_flags)
899 {
900         int we_locked = 0;
901         struct folio_referenced_arg pra = {
902                 .mapcount = folio_mapcount(folio),
903                 .memcg = memcg,
904         };
905         struct rmap_walk_control rwc = {
906                 .rmap_one = folio_referenced_one,
907                 .arg = (void *)&pra,
908                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
909                 .try_lock = true,
910                 .invalid_vma = invalid_folio_referenced_vma,
911         };
912
913         *vm_flags = 0;
914         if (!pra.mapcount)
915                 return 0;
916
917         if (!folio_raw_mapping(folio))
918                 return 0;
919
920         if (!is_locked && (!folio_test_anon(folio) || folio_test_ksm(folio))) {
921                 we_locked = folio_trylock(folio);
922                 if (!we_locked)
923                         return 1;
924         }
925
926         rmap_walk(folio, &rwc);
927         *vm_flags = pra.vm_flags;
928
929         if (we_locked)
930                 folio_unlock(folio);
931
932         return rwc.contended ? -1 : pra.referenced;
933 }
934
935 static int page_vma_mkclean_one(struct page_vma_mapped_walk *pvmw)
936 {
937         int cleaned = 0;
938         struct vm_area_struct *vma = pvmw->vma;
939         struct mmu_notifier_range range;
940         unsigned long address = pvmw->address;
941
942         /*
943          * We have to assume the worse case ie pmd for invalidation. Note that
944          * the folio can not be freed from this function.
945          */
946         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_PROTECTION_PAGE, 0,
947                                 vma->vm_mm, address, vma_address_end(pvmw));
948         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
949
950         while (page_vma_mapped_walk(pvmw)) {
951                 int ret = 0;
952
953                 address = pvmw->address;
954                 if (pvmw->pte) {
955                         pte_t *pte = pvmw->pte;
956                         pte_t entry = ptep_get(pte);
957
958                         if (!pte_dirty(entry) && !pte_write(entry))
959                                 continue;
960
961                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(entry));
962                         entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
963                         entry = pte_wrprotect(entry);
964                         entry = pte_mkclean(entry);
965                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
966                         ret = 1;
967                 } else {
968 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
969                         pmd_t *pmd = pvmw->pmd;
970                         pmd_t entry;
971
972                         if (!pmd_dirty(*pmd) && !pmd_write(*pmd))
973                                 continue;
974
975                         flush_cache_range(vma, address,
976                                           address + HPAGE_PMD_SIZE);
977                         entry = pmdp_invalidate(vma, address, pmd);
978                         entry = pmd_wrprotect(entry);
979                         entry = pmd_mkclean(entry);
980                         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmd, entry);
981                         ret = 1;
982 #else
983                         /* unexpected pmd-mapped folio? */
984                         WARN_ON_ONCE(1);
985 #endif
986                 }
987
988                 if (ret)
989                         cleaned++;
990         }
991
992         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
993
994         return cleaned;
995 }
996
997 static bool page_mkclean_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
998                              unsigned long address, void *arg)
999 {
1000         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, PVMW_SYNC);
1001         int *cleaned = arg;
1002
1003         *cleaned += page_vma_mkclean_one(&pvmw);
1004
1005         return true;
1006 }
1007
1008 static bool invalid_mkclean_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1009 {
1010         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
1011                 return false;
1012
1013         return true;
1014 }
1015
1016 int folio_mkclean(struct folio *folio)
1017 {
1018         int cleaned = 0;
1019         struct address_space *mapping;
1020         struct rmap_walk_control rwc = {
1021                 .arg = (void *)&cleaned,
1022                 .rmap_one = page_mkclean_one,
1023                 .invalid_vma = invalid_mkclean_vma,
1024         };
1025
1026         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
1027
1028         if (!folio_mapped(folio))
1029                 return 0;
1030
1031         mapping = folio_mapping(folio);
1032         if (!mapping)
1033                 return 0;
1034
1035         rmap_walk(folio, &rwc);
1036
1037         return cleaned;
1038 }
1039 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_mkclean);
1040
1041 /**
1042  * pfn_mkclean_range - Cleans the PTEs (including PMDs) mapped with range of
1043  *                     [@pfn, @pfn + @nr_pages) at the specific offset (@pgoff)
1044  *                     within the @vma of shared mappings. And since clean PTEs
1045  *                     should also be readonly, write protects them too.
1046  * @pfn: start pfn.
1047  * @nr_pages: number of physically contiguous pages srarting with @pfn.
1048  * @pgoff: page offset that the @pfn mapped with.
1049  * @vma: vma that @pfn mapped within.
1050  *
1051  * Returns the number of cleaned PTEs (including PMDs).
1052  */
1053 int pfn_mkclean_range(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, pgoff_t pgoff,
1054                       struct vm_area_struct *vma)
1055 {
1056         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
1057                 .pfn            = pfn,
1058                 .nr_pages       = nr_pages,
1059                 .pgoff          = pgoff,
1060                 .vma            = vma,
1061                 .flags          = PVMW_SYNC,
1062         };
1063
1064         if (invalid_mkclean_vma(vma, NULL))
1065                 return 0;
1066
1067         pvmw.address = vma_pgoff_address(pgoff, nr_pages, vma);
1068         VM_BUG_ON_VMA(pvmw.address == -EFAULT, vma);
1069
1070         return page_vma_mkclean_one(&pvmw);
1071 }
1072
1073 int folio_total_mapcount(struct folio *folio)
1074 {
1075         int mapcount = folio_entire_mapcount(folio);
1076         int nr_pages;
1077         int i;
1078
1079         /* In the common case, avoid the loop when no pages mapped by PTE */
1080         if (folio_nr_pages_mapped(folio) == 0)
1081                 return mapcount;
1082         /*
1083          * Add all the PTE mappings of those pages mapped by PTE.
1084          * Limit the loop to folio_nr_pages_mapped()?
1085          * Perhaps: given all the raciness, that may be a good or a bad idea.
1086          */
1087         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1088         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1089                 mapcount += atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount);
1090
1091         /* But each of those _mapcounts was based on -1 */
1092         mapcount += nr_pages;
1093         return mapcount;
1094 }
1095
1096 /**
1097  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
1098  * @page:       the page to move to our anon_vma
1099  * @vma:        the vma the page belongs to
1100  *
1101  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
1102  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
1103  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
1104  * processes.
1105  */
1106 void page_move_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
1107 {
1108         void *anon_vma = vma->anon_vma;
1109         struct folio *folio = page_folio(page);
1110
1111         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1112         VM_BUG_ON_VMA(!anon_vma, vma);
1113
1114         anon_vma += PAGE_MAPPING_ANON;
1115         /*
1116          * Ensure that anon_vma and the PAGE_MAPPING_ANON bit are written
1117          * simultaneously, so a concurrent reader (eg folio_referenced()'s
1118          * folio_test_anon()) will not see one without the other.
1119          */
1120         WRITE_ONCE(folio->mapping, anon_vma);
1121         SetPageAnonExclusive(page);
1122 }
1123
1124 /**
1125  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
1126  * @folio:      Folio which contains page.
1127  * @page:       Page to add to rmap.
1128  * @vma:        VM area to add page to.
1129  * @address:    User virtual address of the mapping
1130  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
1131  */
1132 static void __page_set_anon_rmap(struct folio *folio, struct page *page,
1133         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1134 {
1135         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1136
1137         BUG_ON(!anon_vma);
1138
1139         if (folio_test_anon(folio))
1140                 goto out;
1141
1142         /*
1143          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
1144          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
1145          * page mapping!
1146          */
1147         if (!exclusive)
1148                 anon_vma = anon_vma->root;
1149
1150         /*
1151          * page_idle does a lockless/optimistic rmap scan on folio->mapping.
1152          * Make sure the compiler doesn't split the stores of anon_vma and
1153          * the PAGE_MAPPING_ANON type identifier, otherwise the rmap code
1154          * could mistake the mapping for a struct address_space and crash.
1155          */
1156         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1157         WRITE_ONCE(folio->mapping, (struct address_space *) anon_vma);
1158         folio->index = linear_page_index(vma, address);
1159 out:
1160         if (exclusive)
1161                 SetPageAnonExclusive(page);
1162 }
1163
1164 /**
1165  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
1166  * @folio:      The folio containing @page.
1167  * @page:       the page to check the mapping of
1168  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1169  * @address:    the user virtual address mapped
1170  */
1171 static void __page_check_anon_rmap(struct folio *folio, struct page *page,
1172         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1173 {
1174         /*
1175          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1176          * be set up correctly at this point.
1177          *
1178          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1179          * always holds the page locked.
1180          *
1181          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1182          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1183          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1184          */
1185         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_anon_vma(folio)->root != vma->anon_vma->root,
1186                         folio);
1187         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != linear_page_index(vma, address),
1188                        page);
1189 }
1190
1191 /**
1192  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1193  * @page:       the page to add the mapping to
1194  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1195  * @address:    the user virtual address mapped
1196  * @flags:      the rmap flags
1197  *
1198  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1199  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1200  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1201  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1202  */
1203 void page_add_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1204                 unsigned long address, rmap_t flags)
1205 {
1206         struct folio *folio = page_folio(page);
1207         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1208         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1209         bool compound = flags & RMAP_COMPOUND;
1210         bool first = true;
1211
1212         /* Is page being mapped by PTE? Is this its first map to be added? */
1213         if (likely(!compound)) {
1214                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1215                 nr = first;
1216                 if (first && folio_test_large(folio)) {
1217                         nr = atomic_inc_return_relaxed(mapped);
1218                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1219                 }
1220         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1221                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1222
1223                 first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
1224                 if (first) {
1225                         nr = atomic_add_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1226                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED + COMPOUND_MAPPED)) {
1227                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1228                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1229                                 /* Raced ahead of a remove and another add? */
1230                                 if (unlikely(nr < 0))
1231                                         nr = 0;
1232                         } else {
1233                                 /* Raced ahead of a remove of COMPOUND_MAPPED */
1234                                 nr = 0;
1235                         }
1236                 }
1237         }
1238
1239         VM_BUG_ON_PAGE(!first && (flags & RMAP_EXCLUSIVE), page);
1240         VM_BUG_ON_PAGE(!first && PageAnonExclusive(page), page);
1241
1242         if (nr_pmdmapped)
1243                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_THPS, nr_pmdmapped);
1244         if (nr)
1245                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_MAPPED, nr);
1246
1247         if (likely(!folio_test_ksm(folio))) {
1248                 /* address might be in next vma when migration races vma_merge */
1249                 if (first)
1250                         __page_set_anon_rmap(folio, page, vma, address,
1251                                              !!(flags & RMAP_EXCLUSIVE));
1252                 else
1253                         __page_check_anon_rmap(folio, page, vma, address);
1254         }
1255
1256         mlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1257 }
1258
1259 /**
1260  * folio_add_new_anon_rmap - Add mapping to a new anonymous folio.
1261  * @folio:      The folio to add the mapping to.
1262  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1263  * @address:    the user virtual address mapped
1264  *
1265  * Like page_add_anon_rmap() but must only be called on *new* folios.
1266  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1267  * The folio does not have to be locked.
1268  *
1269  * If the folio is large, it is accounted as a THP.  As the folio
1270  * is new, it's assumed to be mapped exclusively by a single process.
1271  */
1272 void folio_add_new_anon_rmap(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1273                 unsigned long address)
1274 {
1275         int nr;
1276
1277         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
1278         __folio_set_swapbacked(folio);
1279
1280         if (likely(!folio_test_pmd_mappable(folio))) {
1281                 /* increment count (starts at -1) */
1282                 atomic_set(&folio->_mapcount, 0);
1283                 nr = 1;
1284         } else {
1285                 /* increment count (starts at -1) */
1286                 atomic_set(&folio->_entire_mapcount, 0);
1287                 atomic_set(&folio->_nr_pages_mapped, COMPOUND_MAPPED);
1288                 nr = folio_nr_pages(folio);
1289                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_THPS, nr);
1290         }
1291
1292         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_MAPPED, nr);
1293         __page_set_anon_rmap(folio, &folio->page, vma, address, 1);
1294 }
1295
1296 /**
1297  * folio_add_file_rmap_range - add pte mapping to page range of a folio
1298  * @folio:      The folio to add the mapping to
1299  * @page:       The first page to add
1300  * @nr_pages:   The number of pages which will be mapped
1301  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1302  * @compound:   charge the page as compound or small page
1303  *
1304  * The page range of folio is defined by [first_page, first_page + nr_pages)
1305  *
1306  * The caller needs to hold the pte lock.
1307  */
1308 void folio_add_file_rmap_range(struct folio *folio, struct page *page,
1309                         unsigned int nr_pages, struct vm_area_struct *vma,
1310                         bool compound)
1311 {
1312         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1313         unsigned int nr_pmdmapped = 0, first;
1314         int nr = 0;
1315
1316         VM_WARN_ON_FOLIO(compound && !folio_test_pmd_mappable(folio), folio);
1317
1318         /* Is page being mapped by PTE? Is this its first map to be added? */
1319         if (likely(!compound)) {
1320                 do {
1321                         first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1322                         if (first && folio_test_large(folio)) {
1323                                 first = atomic_inc_return_relaxed(mapped);
1324                                 first = (first < COMPOUND_MAPPED);
1325                         }
1326
1327                         if (first)
1328                                 nr++;
1329                 } while (page++, --nr_pages > 0);
1330         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1331                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1332
1333                 first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
1334                 if (first) {
1335                         nr = atomic_add_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1336                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED + COMPOUND_MAPPED)) {
1337                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1338                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1339                                 /* Raced ahead of a remove and another add? */
1340                                 if (unlikely(nr < 0))
1341                                         nr = 0;
1342                         } else {
1343                                 /* Raced ahead of a remove of COMPOUND_MAPPED */
1344                                 nr = 0;
1345                         }
1346                 }
1347         }
1348
1349         if (nr_pmdmapped)
1350                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, folio_test_swapbacked(folio) ?
1351                         NR_SHMEM_PMDMAPPED : NR_FILE_PMDMAPPED, nr_pmdmapped);
1352         if (nr)
1353                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_MAPPED, nr);
1354
1355         mlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1356 }
1357
1358 /**
1359  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1360  * @page:       the page to add the mapping to
1361  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1362  * @compound:   charge the page as compound or small page
1363  *
1364  * The caller needs to hold the pte lock.
1365  */
1366 void page_add_file_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1367                 bool compound)
1368 {
1369         struct folio *folio = page_folio(page);
1370         unsigned int nr_pages;
1371
1372         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(compound && !PageTransHuge(page), page);
1373
1374         if (likely(!compound))
1375                 nr_pages = 1;
1376         else
1377                 nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1378
1379         folio_add_file_rmap_range(folio, page, nr_pages, vma, compound);
1380 }
1381
1382 /**
1383  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1384  * @page:       page to remove mapping from
1385  * @vma:        the vm area from which the mapping is removed
1386  * @compound:   uncharge the page as compound or small page
1387  *
1388  * The caller needs to hold the pte lock.
1389  */
1390 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1391                 bool compound)
1392 {
1393         struct folio *folio = page_folio(page);
1394         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1395         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1396         bool last;
1397         enum node_stat_item idx;
1398
1399         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageHead(page), page);
1400
1401         /* Hugetlb pages are not counted in NR_*MAPPED */
1402         if (unlikely(folio_test_hugetlb(folio))) {
1403                 /* hugetlb pages are always mapped with pmds */
1404                 atomic_dec(&folio->_entire_mapcount);
1405                 return;
1406         }
1407
1408         /* Is page being unmapped by PTE? Is this its last map to be removed? */
1409         if (likely(!compound)) {
1410                 last = atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount);
1411                 nr = last;
1412                 if (last && folio_test_large(folio)) {
1413                         nr = atomic_dec_return_relaxed(mapped);
1414                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1415                 }
1416         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1417                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1418
1419                 last = atomic_add_negative(-1, &folio->_entire_mapcount);
1420                 if (last) {
1421                         nr = atomic_sub_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1422                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED)) {
1423                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1424                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1425                                 /* Raced ahead of another remove and an add? */
1426                                 if (unlikely(nr < 0))
1427                                         nr = 0;
1428                         } else {
1429                                 /* An add of COMPOUND_MAPPED raced ahead */
1430                                 nr = 0;
1431                         }
1432                 }
1433         }
1434
1435         if (nr_pmdmapped) {
1436                 if (folio_test_anon(folio))
1437                         idx = NR_ANON_THPS;
1438                 else if (folio_test_swapbacked(folio))
1439                         idx = NR_SHMEM_PMDMAPPED;
1440                 else
1441                         idx = NR_FILE_PMDMAPPED;
1442                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, idx, -nr_pmdmapped);
1443         }
1444         if (nr) {
1445                 idx = folio_test_anon(folio) ? NR_ANON_MAPPED : NR_FILE_MAPPED;
1446                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, idx, -nr);
1447
1448                 /*
1449                  * Queue anon THP for deferred split if at least one
1450                  * page of the folio is unmapped and at least one page
1451                  * is still mapped.
1452                  */
1453                 if (folio_test_pmd_mappable(folio) && folio_test_anon(folio))
1454                         if (!compound || nr < nr_pmdmapped)
1455                                 deferred_split_folio(folio);
1456         }
1457
1458         /*
1459          * It would be tidy to reset folio_test_anon mapping when fully
1460          * unmapped, but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1461          * which increments mapcount after us but sets mapping before us:
1462          * so leave the reset to free_pages_prepare, and remember that
1463          * it's only reliable while mapped.
1464          */
1465
1466         munlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument
1471  */
1472 static bool try_to_unmap_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1473                      unsigned long address, void *arg)
1474 {
1475         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1476         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
1477         pte_t pteval;
1478         struct page *subpage;
1479         bool anon_exclusive, ret = true;
1480         struct mmu_notifier_range range;
1481         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)(long)arg;
1482         unsigned long pfn;
1483
1484         /*
1485          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1486          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1487          * try_to_unmap() may return before page_mapped() has become false,
1488          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1489          */
1490         if (flags & TTU_SYNC)
1491                 pvmw.flags = PVMW_SYNC;
1492
1493         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD)
1494                 split_huge_pmd_address(vma, address, false, folio);
1495
1496         /*
1497          * For THP, we have to assume the worse case ie pmd for invalidation.
1498          * For hugetlb, it could be much worse if we need to do pud
1499          * invalidation in the case of pmd sharing.
1500          *
1501          * Note that the folio can not be freed in this function as call of
1502          * try_to_unmap() must hold a reference on the folio.
1503          */
1504         range.end = vma_address_end(&pvmw);
1505         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_CLEAR, 0, vma->vm_mm,
1506                                 address, range.end);
1507         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1508                 /*
1509                  * If sharing is possible, start and end will be adjusted
1510                  * accordingly.
1511                  */
1512                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &range.start,
1513                                                      &range.end);
1514         }
1515         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
1516
1517         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1518                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1519                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
1520
1521                 /*
1522                  * If the folio is in an mlock()d vma, we must not swap it out.
1523                  */
1524                 if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK) &&
1525                     (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
1526                         /* Restore the mlock which got missed */
1527                         mlock_vma_folio(folio, vma, false);
1528                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1529                         ret = false;
1530                         break;
1531                 }
1532
1533                 pfn = pte_pfn(ptep_get(pvmw.pte));
1534                 subpage = folio_page(folio, pfn - folio_pfn(folio));
1535                 address = pvmw.address;
1536                 anon_exclusive = folio_test_anon(folio) &&
1537                                  PageAnonExclusive(subpage);
1538
1539                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1540                         bool anon = folio_test_anon(folio);
1541
1542                         /*
1543                          * The try_to_unmap() is only passed a hugetlb page
1544                          * in the case where the hugetlb page is poisoned.
1545                          */
1546                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHWPoison(subpage), subpage);
1547                         /*
1548                          * huge_pmd_unshare may unmap an entire PMD page.
1549                          * There is no way of knowing exactly which PMDs may
1550                          * be cached for this mm, so we must flush them all.
1551                          * start/end were already adjusted above to cover this
1552                          * range.
1553                          */
1554                         flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1555
1556                         /*
1557                          * To call huge_pmd_unshare, i_mmap_rwsem must be
1558                          * held in write mode.  Caller needs to explicitly
1559                          * do this outside rmap routines.
1560                          *
1561                          * We also must hold hugetlb vma_lock in write mode.
1562                          * Lock order dictates acquiring vma_lock BEFORE
1563                          * i_mmap_rwsem.  We can only try lock here and fail
1564                          * if unsuccessful.
1565                          */
1566                         if (!anon) {
1567                                 VM_BUG_ON(!(flags & TTU_RMAP_LOCKED));
1568                                 if (!hugetlb_vma_trylock_write(vma)) {
1569                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1570                                         ret = false;
1571                                         break;
1572                                 }
1573                                 if (huge_pmd_unshare(mm, vma, address, pvmw.pte)) {
1574                                         hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1575                                         flush_tlb_range(vma,
1576                                                 range.start, range.end);
1577                                         /*
1578                                          * The ref count of the PMD page was
1579                                          * dropped which is part of the way map
1580                                          * counting is done for shared PMDs.
1581                                          * Return 'true' here.  When there is
1582                                          * no other sharing, huge_pmd_unshare
1583                                          * returns false and we will unmap the
1584                                          * actual page and drop map count
1585                                          * to zero.
1586                                          */
1587                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1588                                         break;
1589                                 }
1590                                 hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1591                         }
1592                         pteval = huge_ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1593                 } else {
1594                         flush_cache_page(vma, address, pfn);
1595                         /* Nuke the page table entry. */
1596                         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1597                                 /*
1598                                  * We clear the PTE but do not flush so potentially
1599                                  * a remote CPU could still be writing to the folio.
1600                                  * If the entry was previously clean then the
1601                                  * architecture must guarantee that a clear->dirty
1602                                  * transition on a cached TLB entry is written through
1603                                  * and traps if the PTE is unmapped.
1604                                  */
1605                                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1606
1607                                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pteval, address);
1608                         } else {
1609                                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1610                         }
1611                 }
1612
1613                 /*
1614                  * Now the pte is cleared. If this pte was uffd-wp armed,
1615                  * we may want to replace a none pte with a marker pte if
1616                  * it's file-backed, so we don't lose the tracking info.
1617                  */
1618                 pte_install_uffd_wp_if_needed(vma, address, pvmw.pte, pteval);
1619
1620                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
1621                 if (pte_dirty(pteval))
1622                         folio_mark_dirty(folio);
1623
1624                 /* Update high watermark before we lower rss */
1625                 update_hiwater_rss(mm);
1626
1627                 if (PageHWPoison(subpage) && (flags & TTU_HWPOISON)) {
1628                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
1629                         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1630                                 hugetlb_count_sub(folio_nr_pages(folio), mm);
1631                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1632                         } else {
1633                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
1634                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1635                         }
1636
1637                 } else if (pte_unused(pteval) && !userfaultfd_armed(vma)) {
1638                         /*
1639                          * The guest indicated that the page content is of no
1640                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
1641                          * will take care of the rest.
1642                          * A future reference will then fault in a new zero
1643                          * page. When userfaultfd is active, we must not drop
1644                          * this page though, as its main user (postcopy
1645                          * migration) will not expect userfaults on already
1646                          * copied pages.
1647                          */
1648                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
1649                 } else if (folio_test_anon(folio)) {
1650                         swp_entry_t entry = page_swap_entry(subpage);
1651                         pte_t swp_pte;
1652                         /*
1653                          * Store the swap location in the pte.
1654                          * See handle_pte_fault() ...
1655                          */
1656                         if (unlikely(folio_test_swapbacked(folio) !=
1657                                         folio_test_swapcache(folio))) {
1658                                 WARN_ON_ONCE(1);
1659                                 ret = false;
1660                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1661                                 break;
1662                         }
1663
1664                         /* MADV_FREE page check */
1665                         if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1666                                 int ref_count, map_count;
1667
1668                                 /*
1669                                  * Synchronize with gup_pte_range():
1670                                  * - clear PTE; barrier; read refcount
1671                                  * - inc refcount; barrier; read PTE
1672                                  */
1673                                 smp_mb();
1674
1675                                 ref_count = folio_ref_count(folio);
1676                                 map_count = folio_mapcount(folio);
1677
1678                                 /*
1679                                  * Order reads for page refcount and dirty flag
1680                                  * (see comments in __remove_mapping()).
1681                                  */
1682                                 smp_rmb();
1683
1684                                 /*
1685                                  * The only page refs must be one from isolation
1686                                  * plus the rmap(s) (dropped by discard:).
1687                                  */
1688                                 if (ref_count == 1 + map_count &&
1689                                     !folio_test_dirty(folio)) {
1690                                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1691                                         goto discard;
1692                                 }
1693
1694                                 /*
1695                                  * If the folio was redirtied, it cannot be
1696                                  * discarded. Remap the page to page table.
1697                                  */
1698                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1699                                 folio_set_swapbacked(folio);
1700                                 ret = false;
1701                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1702                                 break;
1703                         }
1704
1705                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1706                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1707                                 ret = false;
1708                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1709                                 break;
1710                         }
1711                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
1712                                 swap_free(entry);
1713                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1714                                 ret = false;
1715                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1716                                 break;
1717                         }
1718
1719                         /* See page_try_share_anon_rmap(): clear PTE first. */
1720                         if (anon_exclusive &&
1721                             page_try_share_anon_rmap(subpage)) {
1722                                 swap_free(entry);
1723                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1724                                 ret = false;
1725                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1726                                 break;
1727                         }
1728                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1729                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1730                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1731                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1732                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1733                         }
1734                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1735                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1736                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1737                         if (anon_exclusive)
1738                                 swp_pte = pte_swp_mkexclusive(swp_pte);
1739                         if (pte_soft_dirty(pteval))
1740                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1741                         if (pte_uffd_wp(pteval))
1742                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
1743                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
1744                 } else {
1745                         /*
1746                          * This is a locked file-backed folio,
1747                          * so it cannot be removed from the page
1748                          * cache and replaced by a new folio before
1749                          * mmu_notifier_invalidate_range_end, so no
1750                          * concurrent thread might update its page table
1751                          * to point at a new folio while a device is
1752                          * still using this folio.
1753                          *
1754                          * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
1755                          */
1756                         dec_mm_counter(mm, mm_counter_file(&folio->page));
1757                 }
1758 discard:
1759                 page_remove_rmap(subpage, vma, folio_test_hugetlb(folio));
1760                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
1761                         mlock_drain_local();
1762                 folio_put(folio);
1763         }
1764
1765         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
1766
1767         return ret;
1768 }
1769
1770 static bool invalid_migration_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1771 {
1772         return vma_is_temporary_stack(vma);
1773 }
1774
1775 static int folio_not_mapped(struct folio *folio)
1776 {
1777         return !folio_mapped(folio);
1778 }
1779
1780 /**
1781  * try_to_unmap - Try to remove all page table mappings to a folio.
1782  * @folio: The folio to unmap.
1783  * @flags: action and flags
1784  *
1785  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1786  * folio.  It is the caller's responsibility to check if the folio is
1787  * still mapped if needed (use TTU_SYNC to prevent accounting races).
1788  *
1789  * Context: Caller must hold the folio lock.
1790  */
1791 void try_to_unmap(struct folio *folio, enum ttu_flags flags)
1792 {
1793         struct rmap_walk_control rwc = {
1794                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1795                 .arg = (void *)flags,
1796                 .done = folio_not_mapped,
1797                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
1798         };
1799
1800         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
1801                 rmap_walk_locked(folio, &rwc);
1802         else
1803                 rmap_walk(folio, &rwc);
1804 }
1805
1806 /*
1807  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument.
1808  *
1809  * If TTU_SPLIT_HUGE_PMD is specified any PMD mappings will be split into PTEs
1810  * containing migration entries.
1811  */
1812 static bool try_to_migrate_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1813                      unsigned long address, void *arg)
1814 {
1815         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1816         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
1817         pte_t pteval;
1818         struct page *subpage;
1819         bool anon_exclusive, ret = true;
1820         struct mmu_notifier_range range;
1821         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)(long)arg;
1822         unsigned long pfn;
1823
1824         /*
1825          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1826          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1827          * try_to_migrate() may return before page_mapped() has become false,
1828          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1829          */
1830         if (flags & TTU_SYNC)
1831                 pvmw.flags = PVMW_SYNC;
1832
1833         /*
1834          * unmap_page() in mm/huge_memory.c is the only user of migration with
1835          * TTU_SPLIT_HUGE_PMD and it wants to freeze.
1836          */
1837         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD)
1838                 split_huge_pmd_address(vma, address, true, folio);
1839
1840         /*
1841          * For THP, we have to assume the worse case ie pmd for invalidation.
1842          * For hugetlb, it could be much worse if we need to do pud
1843          * invalidation in the case of pmd sharing.
1844          *
1845          * Note that the page can not be free in this function as call of
1846          * try_to_unmap() must hold a reference on the page.
1847          */
1848         range.end = vma_address_end(&pvmw);
1849         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_CLEAR, 0, vma->vm_mm,
1850                                 address, range.end);
1851         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1852                 /*
1853                  * If sharing is possible, start and end will be adjusted
1854                  * accordingly.
1855                  */
1856                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &range.start,
1857                                                      &range.end);
1858         }
1859         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
1860
1861         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1862 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1863                 /* PMD-mapped THP migration entry */
1864                 if (!pvmw.pte) {
1865                         subpage = folio_page(folio,
1866                                 pmd_pfn(*pvmw.pmd) - folio_pfn(folio));
1867                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_hugetlb(folio) ||
1868                                         !folio_test_pmd_mappable(folio), folio);
1869
1870                         if (set_pmd_migration_entry(&pvmw, subpage)) {
1871                                 ret = false;
1872                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1873                                 break;
1874                         }
1875                         continue;
1876                 }
1877 #endif
1878
1879                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1880                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
1881
1882                 pfn = pte_pfn(ptep_get(pvmw.pte));
1883
1884                 if (folio_is_zone_device(folio)) {
1885                         /*
1886                          * Our PTE is a non-present device exclusive entry and
1887                          * calculating the subpage as for the common case would
1888                          * result in an invalid pointer.
1889                          *
1890                          * Since only PAGE_SIZE pages can currently be
1891                          * migrated, just set it to page. This will need to be
1892                          * changed when hugepage migrations to device private
1893                          * memory are supported.
1894                          */
1895                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(folio) > 1, folio);
1896                         subpage = &folio->page;
1897                 } else {
1898                         subpage = folio_page(folio, pfn - folio_pfn(folio));
1899                 }
1900                 address = pvmw.address;
1901                 anon_exclusive = folio_test_anon(folio) &&
1902                                  PageAnonExclusive(subpage);
1903
1904                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1905                         bool anon = folio_test_anon(folio);
1906
1907                         /*
1908                          * huge_pmd_unshare may unmap an entire PMD page.
1909                          * There is no way of knowing exactly which PMDs may
1910                          * be cached for this mm, so we must flush them all.
1911                          * start/end were already adjusted above to cover this
1912                          * range.
1913                          */
1914                         flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1915
1916                         /*
1917                          * To call huge_pmd_unshare, i_mmap_rwsem must be
1918                          * held in write mode.  Caller needs to explicitly
1919                          * do this outside rmap routines.
1920                          *
1921                          * We also must hold hugetlb vma_lock in write mode.
1922                          * Lock order dictates acquiring vma_lock BEFORE
1923                          * i_mmap_rwsem.  We can only try lock here and
1924                          * fail if unsuccessful.
1925                          */
1926                         if (!anon) {
1927                                 VM_BUG_ON(!(flags & TTU_RMAP_LOCKED));
1928                                 if (!hugetlb_vma_trylock_write(vma)) {
1929                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1930                                         ret = false;
1931                                         break;
1932                                 }
1933                                 if (huge_pmd_unshare(mm, vma, address, pvmw.pte)) {
1934                                         hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1935                                         flush_tlb_range(vma,
1936                                                 range.start, range.end);
1937
1938                                         /*
1939                                          * The ref count of the PMD page was
1940                                          * dropped which is part of the way map
1941                                          * counting is done for shared PMDs.
1942                                          * Return 'true' here.  When there is
1943                                          * no other sharing, huge_pmd_unshare
1944                                          * returns false and we will unmap the
1945                                          * actual page and drop map count
1946                                          * to zero.
1947                                          */
1948                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1949                                         break;
1950                                 }
1951                                 hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1952                         }
1953                         /* Nuke the hugetlb page table entry */
1954                         pteval = huge_ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1955                 } else {
1956                         flush_cache_page(vma, address, pfn);
1957                         /* Nuke the page table entry. */
1958                         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1959                                 /*
1960                                  * We clear the PTE but do not flush so potentially
1961                                  * a remote CPU could still be writing to the folio.
1962                                  * If the entry was previously clean then the
1963                                  * architecture must guarantee that a clear->dirty
1964                                  * transition on a cached TLB entry is written through
1965                                  * and traps if the PTE is unmapped.
1966                                  */
1967                                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1968
1969                                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pteval, address);
1970                         } else {
1971                                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1972                         }
1973                 }
1974
1975                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
1976                 if (pte_dirty(pteval))
1977                         folio_mark_dirty(folio);
1978
1979                 /* Update high watermark before we lower rss */
1980                 update_hiwater_rss(mm);
1981
1982                 if (folio_is_device_private(folio)) {
1983                         unsigned long pfn = folio_pfn(folio);
1984                         swp_entry_t entry;
1985                         pte_t swp_pte;
1986
1987                         if (anon_exclusive)
1988                                 BUG_ON(page_try_share_anon_rmap(subpage));
1989
1990                         /*
1991                          * Store the pfn of the page in a special migration
1992                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1993                          * pte is removed and then restart fault handling.
1994                          */
1995                         entry = pte_to_swp_entry(pteval);
1996                         if (is_writable_device_private_entry(entry))
1997                                 entry = make_writable_migration_entry(pfn);
1998                         else if (anon_exclusive)
1999                                 entry = make_readable_exclusive_migration_entry(pfn);
2000                         else
2001                                 entry = make_readable_migration_entry(pfn);
2002                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2003
2004                         /*
2005                          * pteval maps a zone device page and is therefore
2006                          * a swap pte.
2007                          */
2008                         if (pte_swp_soft_dirty(pteval))
2009                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2010                         if (pte_swp_uffd_wp(pteval))
2011                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2012                         set_pte_at(mm, pvmw.address, pvmw.pte, swp_pte);
2013                         trace_set_migration_pte(pvmw.address, pte_val(swp_pte),
2014                                                 compound_order(&folio->page));
2015                         /*
2016                          * No need to invalidate here it will synchronize on
2017                          * against the special swap migration pte.
2018                          */
2019                 } else if (PageHWPoison(subpage)) {
2020                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
2021                         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
2022                                 hugetlb_count_sub(folio_nr_pages(folio), mm);
2023                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2024                         } else {
2025                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
2026                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2027                         }
2028
2029                 } else if (pte_unused(pteval) && !userfaultfd_armed(vma)) {
2030                         /*
2031                          * The guest indicated that the page content is of no
2032                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
2033                          * will take care of the rest.
2034                          * A future reference will then fault in a new zero
2035                          * page. When userfaultfd is active, we must not drop
2036                          * this page though, as its main user (postcopy
2037                          * migration) will not expect userfaults on already
2038                          * copied pages.
2039                          */
2040                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
2041                 } else {
2042                         swp_entry_t entry;
2043                         pte_t swp_pte;
2044
2045                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
2046                                 if (folio_test_hugetlb(folio))
2047                                         set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2048                                 else
2049                                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2050                                 ret = false;
2051                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2052                                 break;
2053                         }
2054                         VM_BUG_ON_PAGE(pte_write(pteval) && folio_test_anon(folio) &&
2055                                        !anon_exclusive, subpage);
2056
2057                         /* See page_try_share_anon_rmap(): clear PTE first. */
2058                         if (anon_exclusive &&
2059                             page_try_share_anon_rmap(subpage)) {
2060                                 if (folio_test_hugetlb(folio))
2061                                         set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2062                                 else
2063                                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2064                                 ret = false;
2065                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2066                                 break;
2067                         }
2068
2069                         /*
2070                          * Store the pfn of the page in a special migration
2071                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
2072                          * pte is removed and then restart fault handling.
2073                          */
2074                         if (pte_write(pteval))
2075                                 entry = make_writable_migration_entry(
2076                                                         page_to_pfn(subpage));
2077                         else if (anon_exclusive)
2078                                 entry = make_readable_exclusive_migration_entry(
2079                                                         page_to_pfn(subpage));
2080                         else
2081                                 entry = make_readable_migration_entry(
2082                                                         page_to_pfn(subpage));
2083                         if (pte_young(pteval))
2084                                 entry = make_migration_entry_young(entry);
2085                         if (pte_dirty(pteval))
2086                                 entry = make_migration_entry_dirty(entry);
2087                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2088                         if (pte_soft_dirty(pteval))
2089                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2090                         if (pte_uffd_wp(pteval))
2091                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2092                         if (folio_test_hugetlb(folio))
2093                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2094                         else
2095                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2096                         trace_set_migration_pte(address, pte_val(swp_pte),
2097                                                 compound_order(&folio->page));
2098                         /*
2099                          * No need to invalidate here it will synchronize on
2100                          * against the special swap migration pte.
2101                          */
2102                 }
2103
2104                 page_remove_rmap(subpage, vma, folio_test_hugetlb(folio));
2105                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
2106                         mlock_drain_local();
2107                 folio_put(folio);
2108         }
2109
2110         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
2111
2112         return ret;
2113 }
2114
2115 /**
2116  * try_to_migrate - try to replace all page table mappings with swap entries
2117  * @folio: the folio to replace page table entries for
2118  * @flags: action and flags
2119  *
2120  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this folio and
2121  * replace them with special swap entries. Caller must hold the folio lock.
2122  */
2123 void try_to_migrate(struct folio *folio, enum ttu_flags flags)
2124 {
2125         struct rmap_walk_control rwc = {
2126                 .rmap_one = try_to_migrate_one,
2127                 .arg = (void *)flags,
2128                 .done = folio_not_mapped,
2129                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
2130         };
2131
2132         /*
2133          * Migration always ignores mlock and only supports TTU_RMAP_LOCKED and
2134          * TTU_SPLIT_HUGE_PMD, TTU_SYNC, and TTU_BATCH_FLUSH flags.
2135          */
2136         if (WARN_ON_ONCE(flags & ~(TTU_RMAP_LOCKED | TTU_SPLIT_HUGE_PMD |
2137                                         TTU_SYNC | TTU_BATCH_FLUSH)))
2138                 return;
2139
2140         if (folio_is_zone_device(folio) &&
2141             (!folio_is_device_private(folio) && !folio_is_device_coherent(folio)))
2142                 return;
2143
2144         /*
2145          * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
2146          * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
2147          * page tables leading to a race where migration cannot
2148          * find the migration ptes. Rather than increasing the
2149          * locking requirements of exec(), migration skips
2150          * temporary VMAs until after exec() completes.
2151          */
2152         if (!folio_test_ksm(folio) && folio_test_anon(folio))
2153                 rwc.invalid_vma = invalid_migration_vma;
2154
2155         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
2156                 rmap_walk_locked(folio, &rwc);
2157         else
2158                 rmap_walk(folio, &rwc);
2159 }
2160
2161 #ifdef CONFIG_DEVICE_PRIVATE
2162 struct make_exclusive_args {
2163         struct mm_struct *mm;
2164         unsigned long address;
2165         void *owner;
2166         bool valid;
2167 };
2168
2169 static bool page_make_device_exclusive_one(struct folio *folio,
2170                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, void *priv)
2171 {
2172         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2173         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
2174         struct make_exclusive_args *args = priv;
2175         pte_t pteval;
2176         struct page *subpage;
2177         bool ret = true;
2178         struct mmu_notifier_range range;
2179         swp_entry_t entry;
2180         pte_t swp_pte;
2181         pte_t ptent;
2182
2183         mmu_notifier_range_init_owner(&range, MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE, 0,
2184                                       vma->vm_mm, address, min(vma->vm_end,
2185                                       address + folio_size(folio)),
2186                                       args->owner);
2187         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
2188
2189         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
2190                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
2191                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
2192
2193                 ptent = ptep_get(pvmw.pte);
2194                 if (!pte_present(ptent)) {
2195                         ret = false;
2196                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2197                         break;
2198                 }
2199
2200                 subpage = folio_page(folio,
2201                                 pte_pfn(ptent) - folio_pfn(folio));
2202                 address = pvmw.address;
2203
2204                 /* Nuke the page table entry. */
2205                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(ptent));
2206                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
2207
2208                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
2209                 if (pte_dirty(pteval))
2210                         folio_mark_dirty(folio);
2211
2212                 /*
2213                  * Check that our target page is still mapped at the expected
2214                  * address.
2215                  */
2216                 if (args->mm == mm && args->address == address &&
2217                     pte_write(pteval))
2218                         args->valid = true;
2219
2220                 /*
2221                  * Store the pfn of the page in a special migration
2222                  * pte. do_swap_page() will wait until the migration
2223                  * pte is removed and then restart fault handling.
2224                  */
2225                 if (pte_write(pteval))
2226                         entry = make_writable_device_exclusive_entry(
2227                                                         page_to_pfn(subpage));
2228                 else
2229                         entry = make_readable_device_exclusive_entry(
2230                                                         page_to_pfn(subpage));
2231                 swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2232                 if (pte_soft_dirty(pteval))
2233                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2234                 if (pte_uffd_wp(pteval))
2235                         swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2236
2237                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2238
2239                 /*
2240                  * There is a reference on the page for the swap entry which has
2241                  * been removed, so shouldn't take another.
2242                  */
2243                 page_remove_rmap(subpage, vma, false);
2244         }
2245
2246         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
2247
2248         return ret;
2249 }
2250
2251 /**
2252  * folio_make_device_exclusive - Mark the folio exclusively owned by a device.
2253  * @folio: The folio to replace page table entries for.
2254  * @mm: The mm_struct where the folio is expected to be mapped.
2255  * @address: Address where the folio is expected to be mapped.
2256  * @owner: passed to MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE range notifier callbacks
2257  *
2258  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
2259  * folio and replace them with special device exclusive swap entries to
2260  * grant a device exclusive access to the folio.
2261  *
2262  * Context: Caller must hold the folio lock.
2263  * Return: false if the page is still mapped, or if it could not be unmapped
2264  * from the expected address. Otherwise returns true (success).
2265  */
2266 static bool folio_make_device_exclusive(struct folio *folio,
2267                 struct mm_struct *mm, unsigned long address, void *owner)
2268 {
2269         struct make_exclusive_args args = {
2270                 .mm = mm,
2271                 .address = address,
2272                 .owner = owner,
2273                 .valid = false,
2274         };
2275         struct rmap_walk_control rwc = {
2276                 .rmap_one = page_make_device_exclusive_one,
2277                 .done = folio_not_mapped,
2278                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
2279                 .arg = &args,
2280         };
2281
2282         /*
2283          * Restrict to anonymous folios for now to avoid potential writeback
2284          * issues.
2285          */
2286         if (!folio_test_anon(folio))
2287                 return false;
2288
2289         rmap_walk(folio, &rwc);
2290
2291         return args.valid && !folio_mapcount(folio);
2292 }
2293
2294 /**
2295  * make_device_exclusive_range() - Mark a range for exclusive use by a device
2296  * @mm: mm_struct of associated target process
2297  * @start: start of the region to mark for exclusive device access
2298  * @end: end address of region
2299  * @pages: returns the pages which were successfully marked for exclusive access
2300  * @owner: passed to MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE range notifier to allow filtering
2301  *
2302  * Returns: number of pages found in the range by GUP. A page is marked for
2303  * exclusive access only if the page pointer is non-NULL.
2304  *
2305  * This function finds ptes mapping page(s) to the given address range, locks
2306  * them and replaces mappings with special swap entries preventing userspace CPU
2307  * access. On fault these entries are replaced with the original mapping after
2308  * calling MMU notifiers.
2309  *
2310  * A driver using this to program access from a device must use a mmu notifier
2311  * critical section to hold a device specific lock during programming. Once
2312  * programming is complete it should drop the page lock and reference after
2313  * which point CPU access to the page will revoke the exclusive access.
2314  */
2315 int make_device_exclusive_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
2316                                 unsigned long end, struct page **pages,
2317                                 void *owner)
2318 {
2319         long npages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2320         long i;
2321
2322         npages = get_user_pages_remote(mm, start, npages,
2323                                        FOLL_GET | FOLL_WRITE | FOLL_SPLIT_PMD,
2324                                        pages, NULL);
2325         if (npages < 0)
2326                 return npages;
2327
2328         for (i = 0; i < npages; i++, start += PAGE_SIZE) {
2329                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2330                 if (PageTail(pages[i]) || !folio_trylock(folio)) {
2331                         folio_put(folio);
2332                         pages[i] = NULL;
2333                         continue;
2334                 }
2335
2336                 if (!folio_make_device_exclusive(folio, mm, start, owner)) {
2337                         folio_unlock(folio);
2338                         folio_put(folio);
2339                         pages[i] = NULL;
2340                 }
2341         }
2342
2343         return npages;
2344 }
2345 EXPORT_SYMBOL_GPL(make_device_exclusive_range);
2346 #endif
2347
2348 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
2349 {
2350         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
2351
2352         anon_vma_free(anon_vma);
2353         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
2354                 anon_vma_free(root);
2355 }
2356
2357 static struct anon_vma *rmap_walk_anon_lock(struct folio *folio,
2358                                             struct rmap_walk_control *rwc)
2359 {
2360         struct anon_vma *anon_vma;
2361
2362         if (rwc->anon_lock)
2363                 return rwc->anon_lock(folio, rwc);
2364
2365         /*
2366          * Note: remove_migration_ptes() cannot use folio_lock_anon_vma_read()
2367          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
2368          * are holding mmap_lock. Users without mmap_lock are required to
2369          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
2370          */
2371         anon_vma = folio_anon_vma(folio);
2372         if (!anon_vma)
2373                 return NULL;
2374
2375         if (anon_vma_trylock_read(anon_vma))
2376                 goto out;
2377
2378         if (rwc->try_lock) {
2379                 anon_vma = NULL;
2380                 rwc->contended = true;
2381                 goto out;
2382         }
2383
2384         anon_vma_lock_read(anon_vma);
2385 out:
2386         return anon_vma;
2387 }
2388
2389 /*
2390  * rmap_walk_anon - do something to anonymous page using the object-based
2391  * rmap method
2392  * @folio: the folio to be handled
2393  * @rwc: control variable according to each walk type
2394  * @locked: caller holds relevant rmap lock
2395  *
2396  * Find all the mappings of a folio using the mapping pointer and the vma
2397  * chains contained in the anon_vma struct it points to.
2398  */
2399 static void rmap_walk_anon(struct folio *folio,
2400                 struct rmap_walk_control *rwc, bool locked)
2401 {
2402         struct anon_vma *anon_vma;
2403         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
2404         struct anon_vma_chain *avc;
2405
2406         if (locked) {
2407                 anon_vma = folio_anon_vma(folio);
2408                 /* anon_vma disappear under us? */
2409                 VM_BUG_ON_FOLIO(!anon_vma, folio);
2410         } else {
2411                 anon_vma = rmap_walk_anon_lock(folio, rwc);
2412         }
2413         if (!anon_vma)
2414                 return;
2415
2416         pgoff_start = folio_pgoff(folio);
2417         pgoff_end = pgoff_start + folio_nr_pages(folio) - 1;
2418         anon_vma_interval_tree_foreach(avc, &anon_vma->rb_root,
2419                         pgoff_start, pgoff_end) {
2420                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
2421                 unsigned long address = vma_address(&folio->page, vma);
2422
2423                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
2424                 cond_resched();
2425
2426                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
2427                         continue;
2428
2429                 if (!rwc->rmap_one(folio, vma, address, rwc->arg))
2430                         break;
2431                 if (rwc->done && rwc->done(folio))
2432                         break;
2433         }
2434
2435         if (!locked)
2436                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
2437 }
2438
2439 /*
2440  * rmap_walk_file - do something to file page using the object-based rmap method
2441  * @folio: the folio to be handled
2442  * @rwc: control variable according to each walk type
2443  * @locked: caller holds relevant rmap lock
2444  *
2445  * Find all the mappings of a folio using the mapping pointer and the vma chains
2446  * contained in the address_space struct it points to.
2447  */
2448 static void rmap_walk_file(struct folio *folio,
2449                 struct rmap_walk_control *rwc, bool locked)
2450 {
2451         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
2452         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
2453         struct vm_area_struct *vma;
2454
2455         /*
2456          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
2457          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
2458          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
2459          * so we can safely take mapping->i_mmap_rwsem.
2460          */
2461         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
2462
2463         if (!mapping)
2464                 return;
2465
2466         pgoff_start = folio_pgoff(folio);
2467         pgoff_end = pgoff_start + folio_nr_pages(folio) - 1;
2468         if (!locked) {
2469                 if (i_mmap_trylock_read(mapping))
2470                         goto lookup;
2471
2472                 if (rwc->try_lock) {
2473                         rwc->contended = true;
2474                         return;
2475                 }
2476
2477                 i_mmap_lock_read(mapping);
2478         }
2479 lookup:
2480         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap,
2481                         pgoff_start, pgoff_end) {
2482                 unsigned long address = vma_address(&folio->page, vma);
2483
2484                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
2485                 cond_resched();
2486
2487                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
2488                         continue;
2489
2490                 if (!rwc->rmap_one(folio, vma, address, rwc->arg))
2491                         goto done;
2492                 if (rwc->done && rwc->done(folio))
2493                         goto done;
2494         }
2495
2496 done:
2497         if (!locked)
2498                 i_mmap_unlock_read(mapping);
2499 }
2500
2501 void rmap_walk(struct folio *folio, struct rmap_walk_control *rwc)
2502 {
2503         if (unlikely(folio_test_ksm(folio)))
2504                 rmap_walk_ksm(folio, rwc);
2505         else if (folio_test_anon(folio))
2506                 rmap_walk_anon(folio, rwc, false);
2507         else
2508                 rmap_walk_file(folio, rwc, false);
2509 }
2510
2511 /* Like rmap_walk, but caller holds relevant rmap lock */
2512 void rmap_walk_locked(struct folio *folio, struct rmap_walk_control *rwc)
2513 {
2514         /* no ksm support for now */
2515         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_ksm(folio), folio);
2516         if (folio_test_anon(folio))
2517                 rmap_walk_anon(folio, rwc, true);
2518         else
2519                 rmap_walk_file(folio, rwc, true);
2520 }
2521
2522 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2523 /*
2524  * The following two functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
2525  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
2526  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
2527  *
2528  * RMAP_COMPOUND is ignored.
2529  */
2530 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
2531                             unsigned long address, rmap_t flags)
2532 {
2533         struct folio *folio = page_folio(page);
2534         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
2535         int first;
2536
2537         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
2538         BUG_ON(!anon_vma);
2539         /* address might be in next vma when migration races vma_merge */
2540         first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
2541         VM_BUG_ON_PAGE(!first && (flags & RMAP_EXCLUSIVE), page);
2542         VM_BUG_ON_PAGE(!first && PageAnonExclusive(page), page);
2543         if (first)
2544                 __page_set_anon_rmap(folio, page, vma, address,
2545                                      !!(flags & RMAP_EXCLUSIVE));
2546 }
2547
2548 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct folio *folio,
2549                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
2550 {
2551         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
2552         /* increment count (starts at -1) */
2553         atomic_set(&folio->_entire_mapcount, 0);
2554         folio_clear_hugetlb_restore_reserve(folio);
2555         __page_set_anon_rmap(folio, &folio->page, vma, address, 1);
2556 }
2557 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */