]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/rmap.c
iio: pressure: bmp280: add support for BMP180
[karo-tx-linux.git] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_mutex       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   mm->mmap_sem
25  *     page->flags PG_locked (lock_page)
26  *       hugetlbfs_i_mmap_rwsem_key (in huge_pmd_share)
27  *         mapping->i_mmap_rwsem
28  *           anon_vma->rwsem
29  *             mm->page_table_lock or pte_lock
30  *               zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
31  *               swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
32  *                 mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
33  *                 mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
34  *                   mem_cgroup_{begin,end}_page_stat (memcg->move_lock)
35  *                     mapping->tree_lock (widely used)
36  *                 inode->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
37  *                 bdi.wb->list_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
38  *                   sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
39  *                   mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
40  *                             in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
41  *                             within bdi.wb->list_lock in __sync_single_inode)
42  *
43  * anon_vma->rwsem,mapping->i_mutex      (memory_failure, collect_procs_anon)
44  *   ->tasklist_lock
45  *     pte map lock
46  */
47
48 #include <linux/mm.h>
49 #include <linux/pagemap.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/slab.h>
53 #include <linux/init.h>
54 #include <linux/ksm.h>
55 #include <linux/rmap.h>
56 #include <linux/rcupdate.h>
57 #include <linux/export.h>
58 #include <linux/memcontrol.h>
59 #include <linux/mmu_notifier.h>
60 #include <linux/migrate.h>
61 #include <linux/hugetlb.h>
62 #include <linux/backing-dev.h>
63 #include <linux/page_idle.h>
64
65 #include <asm/tlbflush.h>
66
67 #include <trace/events/tlb.h>
68
69 #include "internal.h"
70
71 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
72 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
73
74 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
75 {
76         struct anon_vma *anon_vma;
77
78         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
79         if (anon_vma) {
80                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
81                 anon_vma->degree = 1;   /* Reference for first vma */
82                 anon_vma->parent = anon_vma;
83                 /*
84                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
85                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
86                  */
87                 anon_vma->root = anon_vma;
88         }
89
90         return anon_vma;
91 }
92
93 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
94 {
95         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
96
97         /*
98          * Synchronize against page_lock_anon_vma_read() such that
99          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
100          * freed.
101          *
102          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
103          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
104          * down_read_trylock() from page_lock_anon_vma_read(). This orders:
105          *
106          * page_lock_anon_vma_read()    VS      put_anon_vma()
107          *   down_read_trylock()                  atomic_dec_and_test()
108          *   LOCK                                 MB
109          *   atomic_read()                        rwsem_is_locked()
110          *
111          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
112          * happen _before_ what follows.
113          */
114         might_sleep();
115         if (rwsem_is_locked(&anon_vma->root->rwsem)) {
116                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
117                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
118         }
119
120         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
121 }
122
123 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(gfp_t gfp)
124 {
125         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, gfp);
126 }
127
128 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
129 {
130         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
131 }
132
133 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
134                                 struct anon_vma_chain *avc,
135                                 struct anon_vma *anon_vma)
136 {
137         avc->vma = vma;
138         avc->anon_vma = anon_vma;
139         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
140         anon_vma_interval_tree_insert(avc, &anon_vma->rb_root);
141 }
142
143 /**
144  * anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
145  * @vma: the memory region in question
146  *
147  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
148  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
149  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
150  *
151  * The common case will be that we already have one, but if
152  * not we either need to find an adjacent mapping that we
153  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
154  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
155  * allocate a new one.
156  *
157  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
158  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma_read()
159  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
160  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
161  * anon_vma isn't actually destroyed).
162  *
163  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
164  * for the new allocation. At the same time, we do not want
165  * to do any locking for the common case of already having
166  * an anon_vma.
167  *
168  * This must be called with the mmap_sem held for reading.
169  */
170 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
171 {
172         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
173         struct anon_vma_chain *avc;
174
175         might_sleep();
176         if (unlikely(!anon_vma)) {
177                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
178                 struct anon_vma *allocated;
179
180                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
181                 if (!avc)
182                         goto out_enomem;
183
184                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
185                 allocated = NULL;
186                 if (!anon_vma) {
187                         anon_vma = anon_vma_alloc();
188                         if (unlikely(!anon_vma))
189                                 goto out_enomem_free_avc;
190                         allocated = anon_vma;
191                 }
192
193                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
194                 /* page_table_lock to protect against threads */
195                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
196                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
197                         vma->anon_vma = anon_vma;
198                         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
199                         /* vma reference or self-parent link for new root */
200                         anon_vma->degree++;
201                         allocated = NULL;
202                         avc = NULL;
203                 }
204                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
205                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
206
207                 if (unlikely(allocated))
208                         put_anon_vma(allocated);
209                 if (unlikely(avc))
210                         anon_vma_chain_free(avc);
211         }
212         return 0;
213
214  out_enomem_free_avc:
215         anon_vma_chain_free(avc);
216  out_enomem:
217         return -ENOMEM;
218 }
219
220 /*
221  * This is a useful helper function for locking the anon_vma root as
222  * we traverse the vma->anon_vma_chain, looping over anon_vma's that
223  * have the same vma.
224  *
225  * Such anon_vma's should have the same root, so you'd expect to see
226  * just a single mutex_lock for the whole traversal.
227  */
228 static inline struct anon_vma *lock_anon_vma_root(struct anon_vma *root, struct anon_vma *anon_vma)
229 {
230         struct anon_vma *new_root = anon_vma->root;
231         if (new_root != root) {
232                 if (WARN_ON_ONCE(root))
233                         up_write(&root->rwsem);
234                 root = new_root;
235                 down_write(&root->rwsem);
236         }
237         return root;
238 }
239
240 static inline void unlock_anon_vma_root(struct anon_vma *root)
241 {
242         if (root)
243                 up_write(&root->rwsem);
244 }
245
246 /*
247  * Attach the anon_vmas from src to dst.
248  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
249  *
250  * If dst->anon_vma is NULL this function tries to find and reuse existing
251  * anon_vma which has no vmas and only one child anon_vma. This prevents
252  * degradation of anon_vma hierarchy to endless linear chain in case of
253  * constantly forking task. On the other hand, an anon_vma with more than one
254  * child isn't reused even if there was no alive vma, thus rmap walker has a
255  * good chance of avoiding scanning the whole hierarchy when it searches where
256  * page is mapped.
257  */
258 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
259 {
260         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
261         struct anon_vma *root = NULL;
262
263         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
264                 struct anon_vma *anon_vma;
265
266                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
267                 if (unlikely(!avc)) {
268                         unlock_anon_vma_root(root);
269                         root = NULL;
270                         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
271                         if (!avc)
272                                 goto enomem_failure;
273                 }
274                 anon_vma = pavc->anon_vma;
275                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
276                 anon_vma_chain_link(dst, avc, anon_vma);
277
278                 /*
279                  * Reuse existing anon_vma if its degree lower than two,
280                  * that means it has no vma and only one anon_vma child.
281                  *
282                  * Do not chose parent anon_vma, otherwise first child
283                  * will always reuse it. Root anon_vma is never reused:
284                  * it has self-parent reference and at least one child.
285                  */
286                 if (!dst->anon_vma && anon_vma != src->anon_vma &&
287                                 anon_vma->degree < 2)
288                         dst->anon_vma = anon_vma;
289         }
290         if (dst->anon_vma)
291                 dst->anon_vma->degree++;
292         unlock_anon_vma_root(root);
293         return 0;
294
295  enomem_failure:
296         /*
297          * dst->anon_vma is dropped here otherwise its degree can be incorrectly
298          * decremented in unlink_anon_vmas().
299          * We can safely do this because callers of anon_vma_clone() don't care
300          * about dst->anon_vma if anon_vma_clone() failed.
301          */
302         dst->anon_vma = NULL;
303         unlink_anon_vmas(dst);
304         return -ENOMEM;
305 }
306
307 /*
308  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
309  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
310  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
311  */
312 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
313 {
314         struct anon_vma_chain *avc;
315         struct anon_vma *anon_vma;
316         int error;
317
318         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
319         if (!pvma->anon_vma)
320                 return 0;
321
322         /* Drop inherited anon_vma, we'll reuse existing or allocate new. */
323         vma->anon_vma = NULL;
324
325         /*
326          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
327          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
328          */
329         error = anon_vma_clone(vma, pvma);
330         if (error)
331                 return error;
332
333         /* An existing anon_vma has been reused, all done then. */
334         if (vma->anon_vma)
335                 return 0;
336
337         /* Then add our own anon_vma. */
338         anon_vma = anon_vma_alloc();
339         if (!anon_vma)
340                 goto out_error;
341         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
342         if (!avc)
343                 goto out_error_free_anon_vma;
344
345         /*
346          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
347          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
348          */
349         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
350         anon_vma->parent = pvma->anon_vma;
351         /*
352          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
353          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
354          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
355          */
356         get_anon_vma(anon_vma->root);
357         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
358         vma->anon_vma = anon_vma;
359         anon_vma_lock_write(anon_vma);
360         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
361         anon_vma->parent->degree++;
362         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
363
364         return 0;
365
366  out_error_free_anon_vma:
367         put_anon_vma(anon_vma);
368  out_error:
369         unlink_anon_vmas(vma);
370         return -ENOMEM;
371 }
372
373 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
374 {
375         struct anon_vma_chain *avc, *next;
376         struct anon_vma *root = NULL;
377
378         /*
379          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
380          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
381          */
382         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
383                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
384
385                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
386                 anon_vma_interval_tree_remove(avc, &anon_vma->rb_root);
387
388                 /*
389                  * Leave empty anon_vmas on the list - we'll need
390                  * to free them outside the lock.
391                  */
392                 if (RB_EMPTY_ROOT(&anon_vma->rb_root)) {
393                         anon_vma->parent->degree--;
394                         continue;
395                 }
396
397                 list_del(&avc->same_vma);
398                 anon_vma_chain_free(avc);
399         }
400         if (vma->anon_vma)
401                 vma->anon_vma->degree--;
402         unlock_anon_vma_root(root);
403
404         /*
405          * Iterate the list once more, it now only contains empty and unlinked
406          * anon_vmas, destroy them. Could not do before due to __put_anon_vma()
407          * needing to write-acquire the anon_vma->root->rwsem.
408          */
409         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
410                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
411
412                 BUG_ON(anon_vma->degree);
413                 put_anon_vma(anon_vma);
414
415                 list_del(&avc->same_vma);
416                 anon_vma_chain_free(avc);
417         }
418 }
419
420 static void anon_vma_ctor(void *data)
421 {
422         struct anon_vma *anon_vma = data;
423
424         init_rwsem(&anon_vma->rwsem);
425         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
426         anon_vma->rb_root = RB_ROOT;
427 }
428
429 void __init anon_vma_init(void)
430 {
431         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
432                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
433                         anon_vma_ctor);
434         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain,
435                         SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT);
436 }
437
438 /*
439  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
440  *
441  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
442  * the best this function can do is return a locked anon_vma that might
443  * have been relevant to this page.
444  *
445  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
446  * returned may already be freed (and even reused).
447  *
448  * In case it was remapped to a different anon_vma, the new anon_vma will be a
449  * child of the old anon_vma, and the anon_vma lifetime rules will therefore
450  * ensure that any anon_vma obtained from the page will still be valid for as
451  * long as we observe page_mapped() [ hence all those page_mapped() tests ].
452  *
453  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
454  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
455  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
456  *
457  * Since anon_vma's slab is DESTROY_BY_RCU and we know from page_remove_rmap()
458  * that the anon_vma pointer from page->mapping is valid if there is a
459  * mapcount, we can dereference the anon_vma after observing those.
460  */
461 struct anon_vma *page_get_anon_vma(struct page *page)
462 {
463         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
464         unsigned long anon_mapping;
465
466         rcu_read_lock();
467         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
468         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
469                 goto out;
470         if (!page_mapped(page))
471                 goto out;
472
473         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
474         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
475                 anon_vma = NULL;
476                 goto out;
477         }
478
479         /*
480          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
481          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
482          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
483          * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
484          * above cannot corrupt).
485          */
486         if (!page_mapped(page)) {
487                 rcu_read_unlock();
488                 put_anon_vma(anon_vma);
489                 return NULL;
490         }
491 out:
492         rcu_read_unlock();
493
494         return anon_vma;
495 }
496
497 /*
498  * Similar to page_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
499  *
500  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
501  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
502  * reference like with page_get_anon_vma() and then block on the mutex.
503  */
504 struct anon_vma *page_lock_anon_vma_read(struct page *page)
505 {
506         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
507         struct anon_vma *root_anon_vma;
508         unsigned long anon_mapping;
509
510         rcu_read_lock();
511         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
512         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
513                 goto out;
514         if (!page_mapped(page))
515                 goto out;
516
517         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
518         root_anon_vma = READ_ONCE(anon_vma->root);
519         if (down_read_trylock(&root_anon_vma->rwsem)) {
520                 /*
521                  * If the page is still mapped, then this anon_vma is still
522                  * its anon_vma, and holding the mutex ensures that it will
523                  * not go away, see anon_vma_free().
524                  */
525                 if (!page_mapped(page)) {
526                         up_read(&root_anon_vma->rwsem);
527                         anon_vma = NULL;
528                 }
529                 goto out;
530         }
531
532         /* trylock failed, we got to sleep */
533         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
534                 anon_vma = NULL;
535                 goto out;
536         }
537
538         if (!page_mapped(page)) {
539                 rcu_read_unlock();
540                 put_anon_vma(anon_vma);
541                 return NULL;
542         }
543
544         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
545         rcu_read_unlock();
546         anon_vma_lock_read(anon_vma);
547
548         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
549                 /*
550                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
551                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
552                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock_write() recursion.
553                  */
554                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
555                 __put_anon_vma(anon_vma);
556                 anon_vma = NULL;
557         }
558
559         return anon_vma;
560
561 out:
562         rcu_read_unlock();
563         return anon_vma;
564 }
565
566 void page_unlock_anon_vma_read(struct anon_vma *anon_vma)
567 {
568         anon_vma_unlock_read(anon_vma);
569 }
570
571 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
572 static void percpu_flush_tlb_batch_pages(void *data)
573 {
574         /*
575          * All TLB entries are flushed on the assumption that it is
576          * cheaper to flush all TLBs and let them be refilled than
577          * flushing individual PFNs. Note that we do not track mm's
578          * to flush as that might simply be multiple full TLB flushes
579          * for no gain.
580          */
581         count_vm_tlb_event(NR_TLB_REMOTE_FLUSH_RECEIVED);
582         flush_tlb_local();
583 }
584
585 /*
586  * Flush TLB entries for recently unmapped pages from remote CPUs. It is
587  * important if a PTE was dirty when it was unmapped that it's flushed
588  * before any IO is initiated on the page to prevent lost writes. Similarly,
589  * it must be flushed before freeing to prevent data leakage.
590  */
591 void try_to_unmap_flush(void)
592 {
593         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
594         int cpu;
595
596         if (!tlb_ubc->flush_required)
597                 return;
598
599         cpu = get_cpu();
600
601         trace_tlb_flush(TLB_REMOTE_SHOOTDOWN, -1UL);
602
603         if (cpumask_test_cpu(cpu, &tlb_ubc->cpumask))
604                 percpu_flush_tlb_batch_pages(&tlb_ubc->cpumask);
605
606         if (cpumask_any_but(&tlb_ubc->cpumask, cpu) < nr_cpu_ids) {
607                 smp_call_function_many(&tlb_ubc->cpumask,
608                         percpu_flush_tlb_batch_pages, (void *)tlb_ubc, true);
609         }
610         cpumask_clear(&tlb_ubc->cpumask);
611         tlb_ubc->flush_required = false;
612         tlb_ubc->writable = false;
613         put_cpu();
614 }
615
616 /* Flush iff there are potentially writable TLB entries that can race with IO */
617 void try_to_unmap_flush_dirty(void)
618 {
619         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
620
621         if (tlb_ubc->writable)
622                 try_to_unmap_flush();
623 }
624
625 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm,
626                 struct page *page, bool writable)
627 {
628         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
629
630         cpumask_or(&tlb_ubc->cpumask, &tlb_ubc->cpumask, mm_cpumask(mm));
631         tlb_ubc->flush_required = true;
632
633         /*
634          * If the PTE was dirty then it's best to assume it's writable. The
635          * caller must use try_to_unmap_flush_dirty() or try_to_unmap_flush()
636          * before the page is queued for IO.
637          */
638         if (writable)
639                 tlb_ubc->writable = true;
640 }
641
642 /*
643  * Returns true if the TLB flush should be deferred to the end of a batch of
644  * unmap operations to reduce IPIs.
645  */
646 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
647 {
648         bool should_defer = false;
649
650         if (!(flags & TTU_BATCH_FLUSH))
651                 return false;
652
653         /* If remote CPUs need to be flushed then defer batch the flush */
654         if (cpumask_any_but(mm_cpumask(mm), get_cpu()) < nr_cpu_ids)
655                 should_defer = true;
656         put_cpu();
657
658         return should_defer;
659 }
660 #else
661 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm,
662                 struct page *page, bool writable)
663 {
664 }
665
666 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
667 {
668         return false;
669 }
670 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
671
672 /*
673  * At what user virtual address is page expected in vma?
674  * Caller should check the page is actually part of the vma.
675  */
676 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
677 {
678         unsigned long address;
679         if (PageAnon(page)) {
680                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
681                 /*
682                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
683                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
684                  */
685                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
686                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
687                         return -EFAULT;
688         } else if (page->mapping) {
689                 if (!vma->vm_file || vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
690                         return -EFAULT;
691         } else
692                 return -EFAULT;
693         address = __vma_address(page, vma);
694         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end))
695                 return -EFAULT;
696         return address;
697 }
698
699 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
700 {
701         pgd_t *pgd;
702         pud_t *pud;
703         pmd_t *pmd = NULL;
704         pmd_t pmde;
705
706         pgd = pgd_offset(mm, address);
707         if (!pgd_present(*pgd))
708                 goto out;
709
710         pud = pud_offset(pgd, address);
711         if (!pud_present(*pud))
712                 goto out;
713
714         pmd = pmd_offset(pud, address);
715         /*
716          * Some THP functions use the sequence pmdp_huge_clear_flush(), set_pmd_at()
717          * without holding anon_vma lock for write.  So when looking for a
718          * genuine pmde (in which to find pte), test present and !THP together.
719          */
720         pmde = *pmd;
721         barrier();
722         if (!pmd_present(pmde) || pmd_trans_huge(pmde))
723                 pmd = NULL;
724 out:
725         return pmd;
726 }
727
728 /*
729  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
730  *
731  * If @sync is false, page_check_address may perform a racy check to avoid
732  * the page table lock when the pte is not present (helpful when reclaiming
733  * highly shared pages).
734  *
735  * On success returns with pte mapped and locked.
736  */
737 pte_t *__page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
738                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp, int sync)
739 {
740         pmd_t *pmd;
741         pte_t *pte;
742         spinlock_t *ptl;
743
744         if (unlikely(PageHuge(page))) {
745                 /* when pud is not present, pte will be NULL */
746                 pte = huge_pte_offset(mm, address);
747                 if (!pte)
748                         return NULL;
749
750                 ptl = huge_pte_lockptr(page_hstate(page), mm, pte);
751                 goto check;
752         }
753
754         pmd = mm_find_pmd(mm, address);
755         if (!pmd)
756                 return NULL;
757
758         pte = pte_offset_map(pmd, address);
759         /* Make a quick check before getting the lock */
760         if (!sync && !pte_present(*pte)) {
761                 pte_unmap(pte);
762                 return NULL;
763         }
764
765         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
766 check:
767         spin_lock(ptl);
768         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
769                 *ptlp = ptl;
770                 return pte;
771         }
772         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
773         return NULL;
774 }
775
776 /**
777  * page_mapped_in_vma - check whether a page is really mapped in a VMA
778  * @page: the page to test
779  * @vma: the VMA to test
780  *
781  * Returns 1 if the page is mapped into the page tables of the VMA, 0
782  * if the page is not mapped into the page tables of this VMA.  Only
783  * valid for normal file or anonymous VMAs.
784  */
785 int page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
786 {
787         unsigned long address;
788         pte_t *pte;
789         spinlock_t *ptl;
790
791         address = __vma_address(page, vma);
792         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end))
793                 return 0;
794         pte = page_check_address(page, vma->vm_mm, address, &ptl, 1);
795         if (!pte)                       /* the page is not in this mm */
796                 return 0;
797         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
798
799         return 1;
800 }
801
802 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
803 /*
804  * Check that @page is mapped at @address into @mm. In contrast to
805  * page_check_address(), this function can handle transparent huge pages.
806  *
807  * On success returns true with pte mapped and locked. For PMD-mapped
808  * transparent huge pages *@ptep is set to NULL.
809  */
810 bool page_check_address_transhuge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
811                                   unsigned long address, pmd_t **pmdp,
812                                   pte_t **ptep, spinlock_t **ptlp)
813 {
814         pgd_t *pgd;
815         pud_t *pud;
816         pmd_t *pmd;
817         pte_t *pte;
818         spinlock_t *ptl;
819
820         if (unlikely(PageHuge(page))) {
821                 /* when pud is not present, pte will be NULL */
822                 pte = huge_pte_offset(mm, address);
823                 if (!pte)
824                         return false;
825
826                 ptl = huge_pte_lockptr(page_hstate(page), mm, pte);
827                 pmd = NULL;
828                 goto check_pte;
829         }
830
831         pgd = pgd_offset(mm, address);
832         if (!pgd_present(*pgd))
833                 return false;
834         pud = pud_offset(pgd, address);
835         if (!pud_present(*pud))
836                 return false;
837         pmd = pmd_offset(pud, address);
838
839         if (pmd_trans_huge(*pmd)) {
840                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
841                 if (!pmd_present(*pmd))
842                         goto unlock_pmd;
843                 if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
844                         spin_unlock(ptl);
845                         goto map_pte;
846                 }
847
848                 if (pmd_page(*pmd) != page)
849                         goto unlock_pmd;
850
851                 pte = NULL;
852                 goto found;
853 unlock_pmd:
854                 spin_unlock(ptl);
855                 return false;
856         } else {
857                 pmd_t pmde = *pmd;
858
859                 barrier();
860                 if (!pmd_present(pmde) || pmd_trans_huge(pmde))
861                         return false;
862         }
863 map_pte:
864         pte = pte_offset_map(pmd, address);
865         if (!pte_present(*pte)) {
866                 pte_unmap(pte);
867                 return false;
868         }
869
870         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
871 check_pte:
872         spin_lock(ptl);
873
874         if (!pte_present(*pte)) {
875                 pte_unmap_unlock(pte, ptl);
876                 return false;
877         }
878
879         /* THP can be referenced by any subpage */
880         if (pte_pfn(*pte) - page_to_pfn(page) >= hpage_nr_pages(page)) {
881                 pte_unmap_unlock(pte, ptl);
882                 return false;
883         }
884 found:
885         *ptep = pte;
886         *pmdp = pmd;
887         *ptlp = ptl;
888         return true;
889 }
890 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
891
892 struct page_referenced_arg {
893         int mapcount;
894         int referenced;
895         unsigned long vm_flags;
896         struct mem_cgroup *memcg;
897 };
898 /*
899  * arg: page_referenced_arg will be passed
900  */
901 static int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
902                         unsigned long address, void *arg)
903 {
904         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
905         struct page_referenced_arg *pra = arg;
906         pmd_t *pmd;
907         pte_t *pte;
908         spinlock_t *ptl;
909         int referenced = 0;
910
911         if (!page_check_address_transhuge(page, mm, address, &pmd, &pte, &ptl))
912                 return SWAP_AGAIN;
913
914         if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
915                 if (pte)
916                         pte_unmap(pte);
917                 spin_unlock(ptl);
918                 pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
919                 return SWAP_FAIL; /* To break the loop */
920         }
921
922         if (pte) {
923                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
924                         /*
925                          * Don't treat a reference through a sequentially read
926                          * mapping as such.  If the page has been used in
927                          * another mapping, we will catch it; if this other
928                          * mapping is already gone, the unmap path will have
929                          * set PG_referenced or activated the page.
930                          */
931                         if (likely(!(vma->vm_flags & VM_SEQ_READ)))
932                                 referenced++;
933                 }
934                 pte_unmap(pte);
935         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)) {
936                 if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address, pmd))
937                         referenced++;
938         } else {
939                 /* unexpected pmd-mapped page? */
940                 WARN_ON_ONCE(1);
941         }
942         spin_unlock(ptl);
943
944         if (referenced)
945                 clear_page_idle(page);
946         if (test_and_clear_page_young(page))
947                 referenced++;
948
949         if (referenced) {
950                 pra->referenced++;
951                 pra->vm_flags |= vma->vm_flags;
952         }
953
954         pra->mapcount--;
955         if (!pra->mapcount)
956                 return SWAP_SUCCESS; /* To break the loop */
957
958         return SWAP_AGAIN;
959 }
960
961 static bool invalid_page_referenced_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
962 {
963         struct page_referenced_arg *pra = arg;
964         struct mem_cgroup *memcg = pra->memcg;
965
966         if (!mm_match_cgroup(vma->vm_mm, memcg))
967                 return true;
968
969         return false;
970 }
971
972 /**
973  * page_referenced - test if the page was referenced
974  * @page: the page to test
975  * @is_locked: caller holds lock on the page
976  * @memcg: target memory cgroup
977  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
978  *
979  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
980  * returns the number of ptes which referenced the page.
981  */
982 int page_referenced(struct page *page,
983                     int is_locked,
984                     struct mem_cgroup *memcg,
985                     unsigned long *vm_flags)
986 {
987         int ret;
988         int we_locked = 0;
989         struct page_referenced_arg pra = {
990                 .mapcount = total_mapcount(page),
991                 .memcg = memcg,
992         };
993         struct rmap_walk_control rwc = {
994                 .rmap_one = page_referenced_one,
995                 .arg = (void *)&pra,
996                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
997         };
998
999         *vm_flags = 0;
1000         if (!page_mapped(page))
1001                 return 0;
1002
1003         if (!page_rmapping(page))
1004                 return 0;
1005
1006         if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
1007                 we_locked = trylock_page(page);
1008                 if (!we_locked)
1009                         return 1;
1010         }
1011
1012         /*
1013          * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
1014          * counting on behalf of references from different
1015          * cgroups
1016          */
1017         if (memcg) {
1018                 rwc.invalid_vma = invalid_page_referenced_vma;
1019         }
1020
1021         ret = rmap_walk(page, &rwc);
1022         *vm_flags = pra.vm_flags;
1023
1024         if (we_locked)
1025                 unlock_page(page);
1026
1027         return pra.referenced;
1028 }
1029
1030 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1031                             unsigned long address, void *arg)
1032 {
1033         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1034         pte_t *pte;
1035         spinlock_t *ptl;
1036         int ret = 0;
1037         int *cleaned = arg;
1038
1039         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 1);
1040         if (!pte)
1041                 goto out;
1042
1043         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
1044                 pte_t entry;
1045
1046                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
1047                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
1048                 entry = pte_wrprotect(entry);
1049                 entry = pte_mkclean(entry);
1050                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
1051                 ret = 1;
1052         }
1053
1054         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1055
1056         if (ret) {
1057                 mmu_notifier_invalidate_page(mm, address);
1058                 (*cleaned)++;
1059         }
1060 out:
1061         return SWAP_AGAIN;
1062 }
1063
1064 static bool invalid_mkclean_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1065 {
1066         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
1067                 return false;
1068
1069         return true;
1070 }
1071
1072 int page_mkclean(struct page *page)
1073 {
1074         int cleaned = 0;
1075         struct address_space *mapping;
1076         struct rmap_walk_control rwc = {
1077                 .arg = (void *)&cleaned,
1078                 .rmap_one = page_mkclean_one,
1079                 .invalid_vma = invalid_mkclean_vma,
1080         };
1081
1082         BUG_ON(!PageLocked(page));
1083
1084         if (!page_mapped(page))
1085                 return 0;
1086
1087         mapping = page_mapping(page);
1088         if (!mapping)
1089                 return 0;
1090
1091         rmap_walk(page, &rwc);
1092
1093         return cleaned;
1094 }
1095 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
1096
1097 /**
1098  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
1099  * @page:       the page to move to our anon_vma
1100  * @vma:        the vma the page belongs to
1101  * @address:    the user virtual address mapped
1102  *
1103  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
1104  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
1105  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
1106  * processes.
1107  */
1108 void page_move_anon_rmap(struct page *page,
1109         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1110 {
1111         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1112
1113         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1114         VM_BUG_ON_VMA(!anon_vma, vma);
1115         VM_BUG_ON_PAGE(page->index != linear_page_index(vma, address), page);
1116
1117         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1118         /*
1119          * Ensure that anon_vma and the PAGE_MAPPING_ANON bit are written
1120          * simultaneously, so a concurrent reader (eg page_referenced()'s
1121          * PageAnon()) will not see one without the other.
1122          */
1123         WRITE_ONCE(page->mapping, (struct address_space *) anon_vma);
1124 }
1125
1126 /**
1127  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
1128  * @page:       Page to add to rmap     
1129  * @vma:        VM area to add page to.
1130  * @address:    User virtual address of the mapping     
1131  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
1132  */
1133 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
1134         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1135 {
1136         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1137
1138         BUG_ON(!anon_vma);
1139
1140         if (PageAnon(page))
1141                 return;
1142
1143         /*
1144          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
1145          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
1146          * page mapping!
1147          */
1148         if (!exclusive)
1149                 anon_vma = anon_vma->root;
1150
1151         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1152         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1153         page->index = linear_page_index(vma, address);
1154 }
1155
1156 /**
1157  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
1158  * @page:       the page to add the mapping to
1159  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1160  * @address:    the user virtual address mapped
1161  */
1162 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
1163         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1164 {
1165 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1166         /*
1167          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1168          * be set up correctly at this point.
1169          *
1170          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1171          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
1172          * in which case the page is already known to be setup.
1173          *
1174          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1175          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1176          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1177          */
1178         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
1179         BUG_ON(page_to_pgoff(page) != linear_page_index(vma, address));
1180 #endif
1181 }
1182
1183 /**
1184  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1185  * @page:       the page to add the mapping to
1186  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1187  * @address:    the user virtual address mapped
1188  * @compound:   charge the page as compound or small page
1189  *
1190  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1191  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1192  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1193  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1194  */
1195 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
1196         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, bool compound)
1197 {
1198         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, compound ? RMAP_COMPOUND : 0);
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
1203  * into pages that are exclusively owned by the current process.
1204  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
1205  */
1206 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
1207         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int flags)
1208 {
1209         bool compound = flags & RMAP_COMPOUND;
1210         bool first;
1211
1212         if (compound) {
1213                 atomic_t *mapcount;
1214                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1215                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
1216                 mapcount = compound_mapcount_ptr(page);
1217                 first = atomic_inc_and_test(mapcount);
1218         } else {
1219                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1220         }
1221
1222         if (first) {
1223                 int nr = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
1224                 /*
1225                  * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1226                  * these counters are not modified in interrupt context, and
1227                  * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption
1228                  * disabled.
1229                  */
1230                 if (compound) {
1231                         __inc_zone_page_state(page,
1232                                               NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1233                 }
1234                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ANON_PAGES, nr);
1235         }
1236         if (unlikely(PageKsm(page)))
1237                 return;
1238
1239         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1240
1241         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1242         if (first)
1243                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address,
1244                                 flags & RMAP_EXCLUSIVE);
1245         else
1246                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1247 }
1248
1249 /**
1250  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
1251  * @page:       the page to add the mapping to
1252  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1253  * @address:    the user virtual address mapped
1254  * @compound:   charge the page as compound or small page
1255  *
1256  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
1257  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1258  * Page does not have to be locked.
1259  */
1260 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1261         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, bool compound)
1262 {
1263         int nr = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
1264
1265         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
1266         SetPageSwapBacked(page);
1267         if (compound) {
1268                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
1269                 /* increment count (starts at -1) */
1270                 atomic_set(compound_mapcount_ptr(page), 0);
1271                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1272         } else {
1273                 /* Anon THP always mapped first with PMD */
1274                 VM_BUG_ON_PAGE(PageTransCompound(page), page);
1275                 /* increment count (starts at -1) */
1276                 atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1277         }
1278         __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ANON_PAGES, nr);
1279         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1280 }
1281
1282 /**
1283  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1284  * @page: the page to add the mapping to
1285  *
1286  * The caller needs to hold the pte lock.
1287  */
1288 void page_add_file_rmap(struct page *page)
1289 {
1290         lock_page_memcg(page);
1291         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
1292                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1293                 mem_cgroup_inc_page_stat(page, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
1294         }
1295         unlock_page_memcg(page);
1296 }
1297
1298 static void page_remove_file_rmap(struct page *page)
1299 {
1300         lock_page_memcg(page);
1301
1302         /* Hugepages are not counted in NR_FILE_MAPPED for now. */
1303         if (unlikely(PageHuge(page))) {
1304                 /* hugetlb pages are always mapped with pmds */
1305                 atomic_dec(compound_mapcount_ptr(page));
1306                 goto out;
1307         }
1308
1309         /* page still mapped by someone else? */
1310         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1311                 goto out;
1312
1313         /*
1314          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1315          * these counters are not modified in interrupt context, and
1316          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1317          */
1318         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1319         mem_cgroup_dec_page_stat(page, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
1320
1321         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1322                 clear_page_mlock(page);
1323 out:
1324         unlock_page_memcg(page);
1325 }
1326
1327 static void page_remove_anon_compound_rmap(struct page *page)
1328 {
1329         int i, nr;
1330
1331         if (!atomic_add_negative(-1, compound_mapcount_ptr(page)))
1332                 return;
1333
1334         /* Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES for now. */
1335         if (unlikely(PageHuge(page)))
1336                 return;
1337
1338         if (!IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE))
1339                 return;
1340
1341         __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1342
1343         if (TestClearPageDoubleMap(page)) {
1344                 /*
1345                  * Subpages can be mapped with PTEs too. Check how many of
1346                  * themi are still mapped.
1347                  */
1348                 for (i = 0, nr = 0; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
1349                         if (atomic_add_negative(-1, &page[i]._mapcount))
1350                                 nr++;
1351                 }
1352         } else {
1353                 nr = HPAGE_PMD_NR;
1354         }
1355
1356         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1357                 clear_page_mlock(page);
1358
1359         if (nr) {
1360                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ANON_PAGES, -nr);
1361                 deferred_split_huge_page(page);
1362         }
1363 }
1364
1365 /**
1366  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1367  * @page:       page to remove mapping from
1368  * @compound:   uncharge the page as compound or small page
1369  *
1370  * The caller needs to hold the pte lock.
1371  */
1372 void page_remove_rmap(struct page *page, bool compound)
1373 {
1374         if (!PageAnon(page)) {
1375                 VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageHuge(page), page);
1376                 page_remove_file_rmap(page);
1377                 return;
1378         }
1379
1380         if (compound)
1381                 return page_remove_anon_compound_rmap(page);
1382
1383         /* page still mapped by someone else? */
1384         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1385                 return;
1386
1387         /*
1388          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1389          * these counters are not modified in interrupt context, and
1390          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1391          */
1392         __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_PAGES);
1393
1394         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1395                 clear_page_mlock(page);
1396
1397         if (PageTransCompound(page))
1398                 deferred_split_huge_page(compound_head(page));
1399
1400         /*
1401          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
1402          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1403          * which increments mapcount after us but sets mapping
1404          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
1405          * and remember that it's only reliable while mapped.
1406          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
1407          * faster for those pages still in swapcache.
1408          */
1409 }
1410
1411 struct rmap_private {
1412         enum ttu_flags flags;
1413         int lazyfreed;
1414 };
1415
1416 /*
1417  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument
1418  */
1419 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1420                      unsigned long address, void *arg)
1421 {
1422         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1423         pte_t *pte;
1424         pte_t pteval;
1425         spinlock_t *ptl;
1426         int ret = SWAP_AGAIN;
1427         struct rmap_private *rp = arg;
1428         enum ttu_flags flags = rp->flags;
1429
1430         /* munlock has nothing to gain from examining un-locked vmas */
1431         if ((flags & TTU_MUNLOCK) && !(vma->vm_flags & VM_LOCKED))
1432                 goto out;
1433
1434         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD) {
1435                 split_huge_pmd_address(vma, address,
1436                                 flags & TTU_MIGRATION, page);
1437                 /* check if we have anything to do after split */
1438                 if (page_mapcount(page) == 0)
1439                         goto out;
1440         }
1441
1442         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
1443         if (!pte)
1444                 goto out;
1445
1446         /*
1447          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
1448          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
1449          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
1450          */
1451         if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
1452                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1453                         /* Holding pte lock, we do *not* need mmap_sem here */
1454                         mlock_vma_page(page);
1455                         ret = SWAP_MLOCK;
1456                         goto out_unmap;
1457                 }
1458                 if (flags & TTU_MUNLOCK)
1459                         goto out_unmap;
1460         }
1461         if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
1462                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
1463                         ret = SWAP_FAIL;
1464                         goto out_unmap;
1465                 }
1466         }
1467
1468         /* Nuke the page table entry. */
1469         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
1470         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1471                 /*
1472                  * We clear the PTE but do not flush so potentially a remote
1473                  * CPU could still be writing to the page. If the entry was
1474                  * previously clean then the architecture must guarantee that
1475                  * a clear->dirty transition on a cached TLB entry is written
1476                  * through and traps if the PTE is unmapped.
1477                  */
1478                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pte);
1479
1480                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, page, pte_dirty(pteval));
1481         } else {
1482                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
1483         }
1484
1485         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1486         if (pte_dirty(pteval))
1487                 set_page_dirty(page);
1488
1489         /* Update high watermark before we lower rss */
1490         update_hiwater_rss(mm);
1491
1492         if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1493                 if (PageHuge(page)) {
1494                         hugetlb_count_sub(1 << compound_order(page), mm);
1495                 } else {
1496                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(page));
1497                 }
1498                 set_pte_at(mm, address, pte,
1499                            swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
1500         } else if (pte_unused(pteval)) {
1501                 /*
1502                  * The guest indicated that the page content is of no
1503                  * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
1504                  * will take care of the rest.
1505                  */
1506                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(page));
1507         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION) && (flags & TTU_MIGRATION)) {
1508                 swp_entry_t entry;
1509                 pte_t swp_pte;
1510                 /*
1511                  * Store the pfn of the page in a special migration
1512                  * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1513                  * pte is removed and then restart fault handling.
1514                  */
1515                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1516                 swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1517                 if (pte_soft_dirty(pteval))
1518                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1519                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_pte);
1520         } else if (PageAnon(page)) {
1521                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
1522                 pte_t swp_pte;
1523                 /*
1524                  * Store the swap location in the pte.
1525                  * See handle_pte_fault() ...
1526                  */
1527                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageSwapCache(page), page);
1528
1529                 if (!PageDirty(page) && (flags & TTU_LZFREE)) {
1530                         /* It's a freeable page by MADV_FREE */
1531                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1532                         rp->lazyfreed++;
1533                         goto discard;
1534                 }
1535
1536                 if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1537                         set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
1538                         ret = SWAP_FAIL;
1539                         goto out_unmap;
1540                 }
1541                 if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1542                         spin_lock(&mmlist_lock);
1543                         if (list_empty(&mm->mmlist))
1544                                 list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1545                         spin_unlock(&mmlist_lock);
1546                 }
1547                 dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1548                 inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1549                 swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1550                 if (pte_soft_dirty(pteval))
1551                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1552                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_pte);
1553         } else
1554                 dec_mm_counter(mm, mm_counter_file(page));
1555
1556 discard:
1557         page_remove_rmap(page, PageHuge(page));
1558         page_cache_release(page);
1559
1560 out_unmap:
1561         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1562         if (ret != SWAP_FAIL && ret != SWAP_MLOCK && !(flags & TTU_MUNLOCK))
1563                 mmu_notifier_invalidate_page(mm, address);
1564 out:
1565         return ret;
1566 }
1567
1568 bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1569 {
1570         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1571
1572         if (!maybe_stack)
1573                 return false;
1574
1575         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1576                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1577                 return true;
1578
1579         return false;
1580 }
1581
1582 static bool invalid_migration_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1583 {
1584         return is_vma_temporary_stack(vma);
1585 }
1586
1587 static int page_mapcount_is_zero(struct page *page)
1588 {
1589         return !page_mapcount(page);
1590 }
1591
1592 /**
1593  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1594  * @page: the page to get unmapped
1595  * @flags: action and flags
1596  *
1597  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1598  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1599  * Return values are:
1600  *
1601  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1602  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1603  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1604  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1605  */
1606 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1607 {
1608         int ret;
1609         struct rmap_private rp = {
1610                 .flags = flags,
1611                 .lazyfreed = 0,
1612         };
1613
1614         struct rmap_walk_control rwc = {
1615                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1616                 .arg = &rp,
1617                 .done = page_mapcount_is_zero,
1618                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1619         };
1620
1621         /*
1622          * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1623          * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1624          * page tables leading to a race where migration cannot
1625          * find the migration ptes. Rather than increasing the
1626          * locking requirements of exec(), migration skips
1627          * temporary VMAs until after exec() completes.
1628          */
1629         if ((flags & TTU_MIGRATION) && !PageKsm(page) && PageAnon(page))
1630                 rwc.invalid_vma = invalid_migration_vma;
1631
1632         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
1633                 ret = rmap_walk_locked(page, &rwc);
1634         else
1635                 ret = rmap_walk(page, &rwc);
1636
1637         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapcount(page)) {
1638                 ret = SWAP_SUCCESS;
1639                 if (rp.lazyfreed && !PageDirty(page))
1640                         ret = SWAP_LZFREE;
1641         }
1642         return ret;
1643 }
1644
1645 static int page_not_mapped(struct page *page)
1646 {
1647         return !page_mapped(page);
1648 };
1649
1650 /**
1651  * try_to_munlock - try to munlock a page
1652  * @page: the page to be munlocked
1653  *
1654  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1655  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1656  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1657  *
1658  * Return values are:
1659  *
1660  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1661  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1662  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1663  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1664  */
1665 int try_to_munlock(struct page *page)
1666 {
1667         int ret;
1668         struct rmap_private rp = {
1669                 .flags = TTU_MUNLOCK,
1670                 .lazyfreed = 0,
1671         };
1672
1673         struct rmap_walk_control rwc = {
1674                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1675                 .arg = &rp,
1676                 .done = page_not_mapped,
1677                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1678
1679         };
1680
1681         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page) || PageLRU(page), page);
1682
1683         ret = rmap_walk(page, &rwc);
1684         return ret;
1685 }
1686
1687 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1688 {
1689         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1690
1691         anon_vma_free(anon_vma);
1692         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
1693                 anon_vma_free(root);
1694 }
1695
1696 static struct anon_vma *rmap_walk_anon_lock(struct page *page,
1697                                         struct rmap_walk_control *rwc)
1698 {
1699         struct anon_vma *anon_vma;
1700
1701         if (rwc->anon_lock)
1702                 return rwc->anon_lock(page);
1703
1704         /*
1705          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma_read()
1706          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1707          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1708          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1709          */
1710         anon_vma = page_anon_vma(page);
1711         if (!anon_vma)
1712                 return NULL;
1713
1714         anon_vma_lock_read(anon_vma);
1715         return anon_vma;
1716 }
1717
1718 /*
1719  * rmap_walk_anon - do something to anonymous page using the object-based
1720  * rmap method
1721  * @page: the page to be handled
1722  * @rwc: control variable according to each walk type
1723  *
1724  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1725  * contained in the anon_vma struct it points to.
1726  *
1727  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1728  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1729  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1730  * LOCKED.
1731  */
1732 static int rmap_walk_anon(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc,
1733                 bool locked)
1734 {
1735         struct anon_vma *anon_vma;
1736         pgoff_t pgoff;
1737         struct anon_vma_chain *avc;
1738         int ret = SWAP_AGAIN;
1739
1740         if (locked) {
1741                 anon_vma = page_anon_vma(page);
1742                 /* anon_vma disappear under us? */
1743                 VM_BUG_ON_PAGE(!anon_vma, page);
1744         } else {
1745                 anon_vma = rmap_walk_anon_lock(page, rwc);
1746         }
1747         if (!anon_vma)
1748                 return ret;
1749
1750         pgoff = page_to_pgoff(page);
1751         anon_vma_interval_tree_foreach(avc, &anon_vma->rb_root, pgoff, pgoff) {
1752                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1753                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1754
1755                 cond_resched();
1756
1757                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
1758                         continue;
1759
1760                 ret = rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg);
1761                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1762                         break;
1763                 if (rwc->done && rwc->done(page))
1764                         break;
1765         }
1766
1767         if (!locked)
1768                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
1769         return ret;
1770 }
1771
1772 /*
1773  * rmap_walk_file - do something to file page using the object-based rmap method
1774  * @page: the page to be handled
1775  * @rwc: control variable according to each walk type
1776  *
1777  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1778  * contained in the address_space struct it points to.
1779  *
1780  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1781  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1782  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1783  * LOCKED.
1784  */
1785 static int rmap_walk_file(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc,
1786                 bool locked)
1787 {
1788         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
1789         pgoff_t pgoff;
1790         struct vm_area_struct *vma;
1791         int ret = SWAP_AGAIN;
1792
1793         /*
1794          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
1795          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
1796          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
1797          * so we can safely take mapping->i_mmap_rwsem.
1798          */
1799         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1800
1801         if (!mapping)
1802                 return ret;
1803
1804         pgoff = page_to_pgoff(page);
1805         if (!locked)
1806                 i_mmap_lock_read(mapping);
1807         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1808                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1809
1810                 cond_resched();
1811
1812                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
1813                         continue;
1814
1815                 ret = rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg);
1816                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1817                         goto done;
1818                 if (rwc->done && rwc->done(page))
1819                         goto done;
1820         }
1821
1822 done:
1823         if (!locked)
1824                 i_mmap_unlock_read(mapping);
1825         return ret;
1826 }
1827
1828 int rmap_walk(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1829 {
1830         if (unlikely(PageKsm(page)))
1831                 return rmap_walk_ksm(page, rwc);
1832         else if (PageAnon(page))
1833                 return rmap_walk_anon(page, rwc, false);
1834         else
1835                 return rmap_walk_file(page, rwc, false);
1836 }
1837
1838 /* Like rmap_walk, but caller holds relevant rmap lock */
1839 int rmap_walk_locked(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1840 {
1841         /* no ksm support for now */
1842         VM_BUG_ON_PAGE(PageKsm(page), page);
1843         if (PageAnon(page))
1844                 return rmap_walk_anon(page, rwc, true);
1845         else
1846                 return rmap_walk_file(page, rwc, true);
1847 }
1848
1849 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1850 /*
1851  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1852  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1853  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1854  */
1855 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1856         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1857 {
1858         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1859
1860         BUG_ON(!anon_vma);
1861
1862         if (PageAnon(page))
1863                 return;
1864         if (!exclusive)
1865                 anon_vma = anon_vma->root;
1866
1867         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1868         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1869         page->index = linear_page_index(vma, address);
1870 }
1871
1872 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1873                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1874 {
1875         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1876         int first;
1877
1878         BUG_ON(!PageLocked(page));
1879         BUG_ON(!anon_vma);
1880         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1881         first = atomic_inc_and_test(compound_mapcount_ptr(page));
1882         if (first)
1883                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1884 }
1885
1886 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1887                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1888 {
1889         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1890         atomic_set(compound_mapcount_ptr(page), 0);
1891         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1892 }
1893 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */