mm/rmap.c

   1 /*
   2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
   3  *
   4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
   5  * Released under the General Public License (GPL).
   6  *
   7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
   8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
   9  *
  10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
  11  * the anon methods track anonymous pages, and
  12  * the file methods track pages belonging to an inode.
  13  *
  14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
  15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
  16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
  17  * Contributions by Hugh Dickins <hugh@veritas.com> 2003, 2004
  18  */
  19
  20 /*
  21  * Lock ordering in mm:
  22  *
  23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
  24  *   inode->i_alloc_sem (vmtruncate_range)
  25  *   mm->mmap_sem
  26  *     page->flags PG_locked (lock_page)
  27  *       mapping->i_mmap_lock
  28  *         anon_vma->lock
  29  *           mm->page_table_lock or pte_lock
  30  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
  31  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
  32  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
  33  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
  34  *               inode_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
  35  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
  36  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
  37  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
  38  *                           within inode_lock in __sync_single_inode)
  39  */
  40
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/pagemap.h>
  43 #include <linux/swap.h>
  44 #include <linux/swapops.h>
  45 #include <linux/slab.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/rmap.h>
  48 #include <linux/rcupdate.h>
  49 #include <linux/module.h>
  50 #include <linux/kallsyms.h>
  51
  52 #include <asm/tlbflush.h>
  53
  54 struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
  55
  56 static inline void validate_anon_vma(struct vm_area_struct *find_vma)
  57 {
  58 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
  59         struct anon_vma *anon_vma = find_vma->anon_vma;
  60         struct vm_area_struct *vma;
  61         unsigned int mapcount = 0;
  62         int found = 0;
  63
  64         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
  65                 mapcount++;
  66                 BUG_ON(mapcount > 100000);
  67                 if (vma == find_vma)
  68                         found = 1;
  69         }
  70         BUG_ON(!found);
  71 #endif
  72 }
  73
  74 /* This must be called under the mmap_sem. */
  75 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
  76 {
  77         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
  78
  79         might_sleep();
  80         if (unlikely(!anon_vma)) {
  81                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  82                 struct anon_vma *allocated, *locked;
  83
  84                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
  85                 if (anon_vma) {
  86                         allocated = NULL;
  87                         locked = anon_vma;
  88                         spin_lock(&locked->lock);
  89                 } else {
  90                         anon_vma = anon_vma_alloc();
  91                         if (unlikely(!anon_vma))
  92                                 return -ENOMEM;
  93                         allocated = anon_vma;
  94                         locked = NULL;
  95                 }
  96
  97                 /* page_table_lock to protect against threads */
  98                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
  99                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
 100                         vma->anon_vma = anon_vma;
 101                         list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 102                         allocated = NULL;
 103                 }
 104                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 105
 106                 if (locked)
 107                         spin_unlock(&locked->lock);
 108                 if (unlikely(allocated))
 109                         anon_vma_free(allocated);
 110         }
 111         return 0;
 112 }
 113
 114 void __anon_vma_merge(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *next)
 115 {
 116         BUG_ON(vma->anon_vma != next->anon_vma);
 117         list_del(&next->anon_vma_node);
 118 }
 119
 120 void __anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 121 {
 122         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 123
 124         if (anon_vma) {
 125                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 126                 validate_anon_vma(vma);
 127         }
 128 }
 129
 130 void anon_vma_link(struct vm_area_struct *vma)
 131 {
 132         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 133
 134         if (anon_vma) {
 135                 spin_lock(&anon_vma->lock);
 136                 list_add_tail(&vma->anon_vma_node, &anon_vma->head);
 137                 validate_anon_vma(vma);
 138                 spin_unlock(&anon_vma->lock);
 139         }
 140 }
 141
 142 void anon_vma_unlink(struct vm_area_struct *vma)
 143 {
 144         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 145         int empty;
 146
 147         if (!anon_vma)
 148                 return;
 149
 150         spin_lock(&anon_vma->lock);
 151         validate_anon_vma(vma);
 152         list_del(&vma->anon_vma_node);
 153
 154         /* We must garbage collect the anon_vma if it's empty */
 155         empty = list_empty(&anon_vma->head);
 156         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 157
 158         if (empty)
 159                 anon_vma_free(anon_vma);
 160 }
 161
 162 static void anon_vma_ctor(void *data, struct kmem_cache *cachep,
 163                           unsigned long flags)
 164 {
 165         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
 166                                                 SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR) {
 167                 struct anon_vma *anon_vma = data;
 168
 169                 spin_lock_init(&anon_vma->lock);
 170                 INIT_LIST_HEAD(&anon_vma->head);
 171         }
 172 }
 173
 174 void __init anon_vma_init(void)
 175 {
 176         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
 177                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor, NULL);
 178 }
 179
 180 /*
 181  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is
 182  * tricky: page_lock_anon_vma rely on RCU to guard against the races.
 183  */
 184 static struct anon_vma *page_lock_anon_vma(struct page *page)
 185 {
 186         struct anon_vma *anon_vma;
 187         unsigned long anon_mapping;
 188
 189         rcu_read_lock();
 190         anon_mapping = (unsigned long) page->mapping;
 191         if (!(anon_mapping & PAGE_MAPPING_ANON))
 192                 goto out;
 193         if (!page_mapped(page))
 194                 goto out;
 195
 196         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
 197         spin_lock(&anon_vma->lock);
 198         return anon_vma;
 199 out:
 200         rcu_read_unlock();
 201         return NULL;
 202 }
 203
 204 static void page_unlock_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
 205 {
 206         spin_unlock(&anon_vma->lock);
 207         rcu_read_unlock();
 208 }
 209
 210 /*
 211  * At what user virtual address is page expected in vma?
 212  */
 213 static inline unsigned long
 214 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 215 {
 216         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 217         unsigned long address;
 218
 219         address = vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
 220         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end)) {
 221                 /* page should be within any vma from prio_tree_next */
 222                 BUG_ON(!PageAnon(page));
 223                 return -EFAULT;
 224         }
 225         return address;
 226 }
 227
 228 /*
 229  * At what user virtual address is page expected in vma? checking that the
 230  * page matches the vma: currently only used on anon pages, by unuse_vma;
 231  */
 232 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 233 {
 234         if (PageAnon(page)) {
 235                 if ((void *)vma->anon_vma !=
 236                     (void *)page->mapping - PAGE_MAPPING_ANON)
 237                         return -EFAULT;
 238         } else if (page->mapping && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 239                 if (!vma->vm_file ||
 240                     vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
 241                         return -EFAULT;
 242         } else
 243                 return -EFAULT;
 244         return vma_address(page, vma);
 245 }
 246
 247 /*
 248  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
 249  *
 250  * On success returns with pte mapped and locked.
 251  */
 252 pte_t *page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
 253                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp)
 254 {
 255         pgd_t *pgd;
 256         pud_t *pud;
 257         pmd_t *pmd;
 258         pte_t *pte;
 259         spinlock_t *ptl;
 260
 261         pgd = pgd_offset(mm, address);
 262         if (!pgd_present(*pgd))
 263                 return NULL;
 264
 265         pud = pud_offset(pgd, address);
 266         if (!pud_present(*pud))
 267                 return NULL;
 268
 269         pmd = pmd_offset(pud, address);
 270         if (!pmd_present(*pmd))
 271                 return NULL;
 272
 273         pte = pte_offset_map(pmd, address);
 274         /* Make a quick check before getting the lock */
 275         if (!pte_present(*pte)) {
 276                 pte_unmap(pte);
 277                 return NULL;
 278         }
 279
 280         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
 281         spin_lock(ptl);
 282         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
 283                 *ptlp = ptl;
 284                 return pte;
 285         }
 286         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 287         return NULL;
 288 }
 289
 290 /*
 291  * Subfunctions of page_referenced: page_referenced_one called
 292  * repeatedly from either page_referenced_anon or page_referenced_file.
 293  */
 294 static int page_referenced_one(struct page *page,
 295         struct vm_area_struct *vma, unsigned int *mapcount)
 296 {
 297         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 298         unsigned long address;
 299         pte_t *pte;
 300         spinlock_t *ptl;
 301         int referenced = 0;
 302
 303         address = vma_address(page, vma);
 304         if (address == -EFAULT)
 305                 goto out;
 306
 307         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 308         if (!pte)
 309                 goto out;
 310
 311         if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 312                 referenced++;
 313
 314         /* Pretend the page is referenced if the task has the
 315            swap token and is in the middle of a page fault. */
 316         if (mm != current->mm && has_swap_token(mm) &&
 317                         rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem))
 318                 referenced++;
 319
 320         (*mapcount)--;
 321         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 322 out:
 323         return referenced;
 324 }
 325
 326 static int page_referenced_anon(struct page *page)
 327 {
 328         unsigned int mapcount;
 329         struct anon_vma *anon_vma;
 330         struct vm_area_struct *vma;
 331         int referenced = 0;
 332
 333         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 334         if (!anon_vma)
 335                 return referenced;
 336
 337         mapcount = page_mapcount(page);
 338         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 339                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 340                 if (!mapcount)
 341                         break;
 342         }
 343
 344         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
 345         return referenced;
 346 }
 347
 348 /**
 349  * page_referenced_file - referenced check for object-based rmap
 350  * @page: the page we're checking references on.
 351  *
 352  * For an object-based mapped page, find all the places it is mapped and
 353  * check/clear the referenced flag.  This is done by following the page->mapping
 354  * pointer, then walking the chain of vmas it holds.  It returns the number
 355  * of references it found.
 356  *
 357  * This function is only called from page_referenced for object-based pages.
 358  */
 359 static int page_referenced_file(struct page *page)
 360 {
 361         unsigned int mapcount;
 362         struct address_space *mapping = page->mapping;
 363         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 364         struct vm_area_struct *vma;
 365         struct prio_tree_iter iter;
 366         int referenced = 0;
 367
 368         /*
 369          * The caller's checks on page->mapping and !PageAnon have made
 370          * sure that this is a file page: the check for page->mapping
 371          * excludes the case just before it gets set on an anon page.
 372          */
 373         BUG_ON(PageAnon(page));
 374
 375         /*
 376          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
 377          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
 378          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
 379          * so we can safely take mapping->i_mmap_lock.
 380          */
 381         BUG_ON(!PageLocked(page));
 382
 383         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 384
 385         /*
 386          * i_mmap_lock does not stabilize mapcount at all, but mapcount
 387          * is more likely to be accurate if we note it after spinning.
 388          */
 389         mapcount = page_mapcount(page);
 390
 391         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 392                 if ((vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE))
 393                                   == (VM_LOCKED|VM_MAYSHARE)) {
 394                         referenced++;
 395                         break;
 396                 }
 397                 referenced += page_referenced_one(page, vma, &mapcount);
 398                 if (!mapcount)
 399                         break;
 400         }
 401
 402         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 403         return referenced;
 404 }
 405
 406 /**
 407  * page_referenced - test if the page was referenced
 408  * @page: the page to test
 409  * @is_locked: caller holds lock on the page
 410  *
 411  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
 412  * returns the number of ptes which referenced the page.
 413  */
 414 int page_referenced(struct page *page, int is_locked)
 415 {
 416         int referenced = 0;
 417
 418         if (page_test_and_clear_young(page))
 419                 referenced++;
 420
 421         if (TestClearPageReferenced(page))
 422                 referenced++;
 423
 424         if (page_mapped(page) && page->mapping) {
 425                 if (PageAnon(page))
 426                         referenced += page_referenced_anon(page);
 427                 else if (is_locked)
 428                         referenced += page_referenced_file(page);
 429                 else if (TestSetPageLocked(page))
 430                         referenced++;
 431                 else {
 432                         if (page->mapping)
 433                                 referenced += page_referenced_file(page);
 434                         unlock_page(page);
 435                 }
 436         }
 437         return referenced;
 438 }
 439
 440 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 441 {
 442         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 443         unsigned long address;
 444         pte_t *pte;
 445         spinlock_t *ptl;
 446         int ret = 0;
 447
 448         address = vma_address(page, vma);
 449         if (address == -EFAULT)
 450                 goto out;
 451
 452         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 453         if (!pte)
 454                 goto out;
 455
 456         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
 457                 pte_t entry;
 458
 459                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 460                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 461                 entry = pte_wrprotect(entry);
 462                 entry = pte_mkclean(entry);
 463                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
 464                 lazy_mmu_prot_update(entry);
 465                 ret = 1;
 466         }
 467
 468         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 469 out:
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 static int page_mkclean_file(struct address_space *mapping, struct page *page)
 474 {
 475         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 476         struct vm_area_struct *vma;
 477         struct prio_tree_iter iter;
 478         int ret = 0;
 479
 480         BUG_ON(PageAnon(page));
 481
 482         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 483         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 484                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
 485                         ret += page_mkclean_one(page, vma);
 486         }
 487         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 488         return ret;
 489 }
 490
 491 int page_mkclean(struct page *page)
 492 {
 493         int ret = 0;
 494
 495         BUG_ON(!PageLocked(page));
 496
 497         if (page_mapped(page)) {
 498                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
 499                 if (mapping)
 500                         ret = page_mkclean_file(mapping, page);
 501                 if (page_test_dirty(page)) {
 502                         page_clear_dirty(page);
 503                         ret = 1;
 504                 }
 505         }
 506
 507         return ret;
 508 }
 509
 510 /**
 511  * page_set_anon_rmap - setup new anonymous rmap
 512  * @page:       the page to add the mapping to
 513  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 514  * @address:    the user virtual address mapped
 515  */
 516 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
 517         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 518 {
 519         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
 520
 521         BUG_ON(!anon_vma);
 522         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
 523         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
 524
 525         page->index = linear_page_index(vma, address);
 526
 527         /*
 528          * nr_mapped state can be updated without turning off
 529          * interrupts because it is not modified via interrupt.
 530          */
 531         __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
 532 }
 533
 534 /**
 535  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
 536  * @page:       the page to add the mapping to
 537  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 538  * @address:    the user virtual address mapped
 539  *
 540  * The caller needs to hold the pte lock.
 541  */
 542 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
 543         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 544 {
 545         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 546                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 547         /* else checking page index and mapping is racy */
 548 }
 549
 550 /*
 551  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
 552  * @page:       the page to add the mapping to
 553  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
 554  * @address:    the user virtual address mapped
 555  *
 556  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
 557  * This means the inc-and-test can be bypassed.
 558  */
 559 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
 560         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
 561 {
 562         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* elevate count by 1 (starts at -1) */
 563         __page_set_anon_rmap(page, vma, address);
 564 }
 565
 566 /**
 567  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
 568  * @page: the page to add the mapping to
 569  *
 570  * The caller needs to hold the pte lock.
 571  */
 572 void page_add_file_rmap(struct page *page)
 573 {
 574         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount))
 575                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
 576 }
 577
 578 /**
 579  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
 580  * @page: page to remove mapping from
 581  *
 582  * The caller needs to hold the pte lock.
 583  */
 584 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
 585 {
 586         if (atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount)) {
 587                 if (unlikely(page_mapcount(page) < 0)) {
 588                         printk (KERN_EMERG "Eeek! page_mapcount(page) went negative! (%d)\n", page_mapcount(page));
 589                         printk (KERN_EMERG "  page pfn = %lx\n", page_to_pfn(page));
 590                         printk (KERN_EMERG "  page->flags = %lx\n", page->flags);
 591                         printk (KERN_EMERG "  page->count = %x\n", page_count(page));
 592                         printk (KERN_EMERG "  page->mapping = %p\n", page->mapping);
 593                         print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops);
 594                         if (vma->vm_ops)
 595                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_ops->nopage = %s\n", (unsigned long)vma->vm_ops->nopage);
 596                         if (vma->vm_file && vma->vm_file->f_op)
 597                                 print_symbol (KERN_EMERG "  vma->vm_file->f_op->mmap = %s\n", (unsigned long)vma->vm_file->f_op->mmap);
 598                         BUG();
 599                 }
 600
 601                 /*
 602                  * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
 603                  * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
 604                  * which increments mapcount after us but sets mapping
 605                  * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
 606                  * and remember that it's only reliable while mapped.
 607                  * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
 608                  * faster for those pages still in swapcache.
 609                  */
 610                 if (page_test_dirty(page)) {
 611                         page_clear_dirty(page);
 612                         set_page_dirty(page);
 613                 }
 614                 __dec_zone_page_state(page,
 615                                 PageAnon(page) ? NR_ANON_PAGES : NR_FILE_MAPPED);
 616         }
 617 }
 618
 619 /*
 620  * Subfunctions of try_to_unmap: try_to_unmap_one called
 621  * repeatedly from either try_to_unmap_anon or try_to_unmap_file.
 622  */
 623 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
 624                                 int migration)
 625 {
 626         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 627         unsigned long address;
 628         pte_t *pte;
 629         pte_t pteval;
 630         spinlock_t *ptl;
 631         int ret = SWAP_AGAIN;
 632
 633         address = vma_address(page, vma);
 634         if (address == -EFAULT)
 635                 goto out;
 636
 637         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 638         if (!pte)
 639                 goto out;
 640
 641         /*
 642          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
 643          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
 644          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
 645          */
 646         if (!migration && ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) ||
 647                         (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte)))) {
 648                 ret = SWAP_FAIL;
 649                 goto out_unmap;
 650         }
 651
 652         /* Nuke the page table entry. */
 653         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
 654         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 655
 656         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 657         if (pte_dirty(pteval))
 658                 set_page_dirty(page);
 659
 660         /* Update high watermark before we lower rss */
 661         update_hiwater_rss(mm);
 662
 663         if (PageAnon(page)) {
 664                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
 665
 666                 if (PageSwapCache(page)) {
 667                         /*
 668                          * Store the swap location in the pte.
 669                          * See handle_pte_fault() ...
 670                          */
 671                         swap_duplicate(entry);
 672                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
 673                                 spin_lock(&mmlist_lock);
 674                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
 675                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
 676                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
 677                         }
 678                         dec_mm_counter(mm, anon_rss);
 679 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 680                 } else {
 681                         /*
 682                          * Store the pfn of the page in a special migration
 683                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
 684                          * pte is removed and then restart fault handling.
 685                          */
 686                         BUG_ON(!migration);
 687                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 688 #endif
 689                 }
 690                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 691                 BUG_ON(pte_file(*pte));
 692         } else
 693 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 694         if (migration) {
 695                 /* Establish migration entry for a file page */
 696                 swp_entry_t entry;
 697                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
 698                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
 699         } else
 700 #endif
 701                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 702
 703
 704         page_remove_rmap(page, vma);
 705         page_cache_release(page);
 706
 707 out_unmap:
 708         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 709 out:
 710         return ret;
 711 }
 712
 713 /*
 714  * objrmap doesn't work for nonlinear VMAs because the assumption that
 715  * offset-into-file correlates with offset-into-virtual-addresses does not hold.
 716  * Consequently, given a particular page and its ->index, we cannot locate the
 717  * ptes which are mapping that page without an exhaustive linear search.
 718  *
 719  * So what this code does is a mini "virtual scan" of each nonlinear VMA which
 720  * maps the file to which the target page belongs.  The ->vm_private_data field
 721  * holds the current cursor into that scan.  Successive searches will circulate
 722  * around the vma's virtual address space.
 723  *
 724  * So as more replacement pressure is applied to the pages in a nonlinear VMA,
 725  * more scanning pressure is placed against them as well.   Eventually pages
 726  * will become fully unmapped and are eligible for eviction.
 727  *
 728  * For very sparsely populated VMAs this is a little inefficient - chances are
 729  * there there won't be many ptes located within the scan cluster.  In this case
 730  * maybe we could scan further - to the end of the pte page, perhaps.
 731  */
 732 #define CLUSTER_SIZE    min(32*PAGE_SIZE, PMD_SIZE)
 733 #define CLUSTER_MASK    (~(CLUSTER_SIZE - 1))
 734
 735 static void try_to_unmap_cluster(unsigned long cursor,
 736         unsigned int *mapcount, struct vm_area_struct *vma)
 737 {
 738         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 739         pgd_t *pgd;
 740         pud_t *pud;
 741         pmd_t *pmd;
 742         pte_t *pte;
 743         pte_t pteval;
 744         spinlock_t *ptl;
 745         struct page *page;
 746         unsigned long address;
 747         unsigned long end;
 748
 749         address = (vma->vm_start + cursor) & CLUSTER_MASK;
 750         end = address + CLUSTER_SIZE;
 751         if (address < vma->vm_start)
 752                 address = vma->vm_start;
 753         if (end > vma->vm_end)
 754                 end = vma->vm_end;
 755
 756         pgd = pgd_offset(mm, address);
 757         if (!pgd_present(*pgd))
 758                 return;
 759
 760         pud = pud_offset(pgd, address);
 761         if (!pud_present(*pud))
 762                 return;
 763
 764         pmd = pmd_offset(pud, address);
 765         if (!pmd_present(*pmd))
 766                 return;
 767
 768         pte = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
 769
 770         /* Update high watermark before we lower rss */
 771         update_hiwater_rss(mm);
 772
 773         for (; address < end; pte++, address += PAGE_SIZE) {
 774                 if (!pte_present(*pte))
 775                         continue;
 776                 page = vm_normal_page(vma, address, *pte);
 777                 BUG_ON(!page || PageAnon(page));
 778
 779                 if (ptep_clear_flush_young(vma, address, pte))
 780                         continue;
 781
 782                 /* Nuke the page table entry. */
 783                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 784                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 785
 786                 /* If nonlinear, store the file page offset in the pte. */
 787                 if (page->index != linear_page_index(vma, address))
 788                         set_pte_at(mm, address, pte, pgoff_to_pte(page->index));
 789
 790                 /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
 791                 if (pte_dirty(pteval))
 792                         set_page_dirty(page);
 793
 794                 page_remove_rmap(page, vma);
 795                 page_cache_release(page);
 796                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 797                 (*mapcount)--;
 798         }
 799         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
 800 }
 801
 802 static int try_to_unmap_anon(struct page *page, int migration)
 803 {
 804         struct anon_vma *anon_vma;
 805         struct vm_area_struct *vma;
 806         int ret = SWAP_AGAIN;
 807
 808         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);
 809         if (!anon_vma)
 810                 return ret;
 811
 812         list_for_each_entry(vma, &anon_vma->head, anon_vma_node) {
 813                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 814                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 815                         break;
 816         }
 817
 818         page_unlock_anon_vma(anon_vma);
 819         return ret;
 820 }
 821
 822 /**
 823  * try_to_unmap_file - unmap file page using the object-based rmap method
 824  * @page: the page to unmap
 825  *
 826  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
 827  * contained in the address_space struct it points to.
 828  *
 829  * This function is only called from try_to_unmap for object-based pages.
 830  */
 831 static int try_to_unmap_file(struct page *page, int migration)
 832 {
 833         struct address_space *mapping = page->mapping;
 834         pgoff_t pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 835         struct vm_area_struct *vma;
 836         struct prio_tree_iter iter;
 837         int ret = SWAP_AGAIN;
 838         unsigned long cursor;
 839         unsigned long max_nl_cursor = 0;
 840         unsigned long max_nl_size = 0;
 841         unsigned int mapcount;
 842
 843         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 844         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 845                 ret = try_to_unmap_one(page, vma, migration);
 846                 if (ret == SWAP_FAIL || !page_mapped(page))
 847                         goto out;
 848         }
 849
 850         if (list_empty(&mapping->i_mmap_nonlinear))
 851                 goto out;
 852
 853         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 854                                                 shared.vm_set.list) {
 855                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 856                         continue;
 857                 cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 858                 if (cursor > max_nl_cursor)
 859                         max_nl_cursor = cursor;
 860                 cursor = vma->vm_end - vma->vm_start;
 861                 if (cursor > max_nl_size)
 862                         max_nl_size = cursor;
 863         }
 864
 865         if (max_nl_size == 0) { /* any nonlinears locked or reserved */
 866                 ret = SWAP_FAIL;
 867                 goto out;
 868         }
 869
 870         /*
 871          * We don't try to search for this page in the nonlinear vmas,
 872          * and page_referenced wouldn't have found it anyway.  Instead
 873          * just walk the nonlinear vmas trying to age and unmap some.
 874          * The mapcount of the page we came in with is irrelevant,
 875          * but even so use it as a guide to how hard we should try?
 876          */
 877         mapcount = page_mapcount(page);
 878         if (!mapcount)
 879                 goto out;
 880         cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 881
 882         max_nl_size = (max_nl_size + CLUSTER_SIZE - 1) & CLUSTER_MASK;
 883         if (max_nl_cursor == 0)
 884                 max_nl_cursor = CLUSTER_SIZE;
 885
 886         do {
 887                 list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear,
 888                                                 shared.vm_set.list) {
 889                         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) && !migration)
 890                                 continue;
 891                         cursor = (unsigned long) vma->vm_private_data;
 892                         while ( cursor < max_nl_cursor &&
 893                                 cursor < vma->vm_end - vma->vm_start) {
 894                                 try_to_unmap_cluster(cursor, &mapcount, vma);
 895                                 cursor += CLUSTER_SIZE;
 896                                 vma->vm_private_data = (void *) cursor;
 897                                 if ((int)mapcount <= 0)
 898                                         goto out;
 899                         }
 900                         vma->vm_private_data = (void *) max_nl_cursor;
 901                 }
 902                 cond_resched_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 903                 max_nl_cursor += CLUSTER_SIZE;
 904         } while (max_nl_cursor <= max_nl_size);
 905
 906         /*
 907          * Don't loop forever (perhaps all the remaining pages are
 908          * in locked vmas).  Reset cursor on all unreserved nonlinear
 909          * vmas, now forgetting on which ones it had fallen behind.
 910          */
 911         list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
 912                 vma->vm_private_data = NULL;
 913 out:
 914         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 915         return ret;
 916 }
 917
 918 /**
 919  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
 920  * @page: the page to get unmapped
 921  *
 922  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
 923  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
 924  * Return values are:
 925  *
 926  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
 927  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
 928  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
 929  */
 930 int try_to_unmap(struct page *page, int migration)
 931 {
 932         int ret;
 933
 934         BUG_ON(!PageLocked(page));
 935
 936         if (PageAnon(page))
 937                 ret = try_to_unmap_anon(page, migration);
 938         else
 939                 ret = try_to_unmap_file(page, migration);
 940
 941         if (!page_mapped(page))
 942                 ret = SWAP_SUCCESS;
 943         return ret;
 944 }
 945