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