]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/rmap.c
Merge branch 'for-4.2/writeback' of git://git.kernel.dk/linux-block
[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  *       mapping->i_mmap_rwsem
27  *         anon_vma->rwsem
28  *           mm->page_table_lock or pte_lock
29  *             zone->lru_lock (in mark_page_accessed, isolate_lru_page)
30  *             swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
31  *               mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
32  *               mapping->private_lock (in __set_page_dirty_buffers)
33  *                 mem_cgroup_{begin,end}_page_stat (memcg->move_lock)
34  *                   mapping->tree_lock (widely used)
35  *               inode->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
36  *               bdi.wb->list_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
37  *                 sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
38  *                 mapping->tree_lock (widely used, in set_page_dirty,
39  *                           in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
40  *                           within bdi.wb->list_lock in __sync_single_inode)
41  *
42  * anon_vma->rwsem,mapping->i_mutex      (memory_failure, collect_procs_anon)
43  *   ->tasklist_lock
44  *     pte map lock
45  */
46
47 #include <linux/mm.h>
48 #include <linux/pagemap.h>
49 #include <linux/swap.h>
50 #include <linux/swapops.h>
51 #include <linux/slab.h>
52 #include <linux/init.h>
53 #include <linux/ksm.h>
54 #include <linux/rmap.h>
55 #include <linux/rcupdate.h>
56 #include <linux/export.h>
57 #include <linux/memcontrol.h>
58 #include <linux/mmu_notifier.h>
59 #include <linux/migrate.h>
60 #include <linux/hugetlb.h>
61 #include <linux/backing-dev.h>
62
63 #include <asm/tlbflush.h>
64
65 #include "internal.h"
66
67 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
68 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
69
70 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
71 {
72         struct anon_vma *anon_vma;
73
74         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
75         if (anon_vma) {
76                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
77                 anon_vma->degree = 1;   /* Reference for first vma */
78                 anon_vma->parent = anon_vma;
79                 /*
80                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
81                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
82                  */
83                 anon_vma->root = anon_vma;
84         }
85
86         return anon_vma;
87 }
88
89 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
90 {
91         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
92
93         /*
94          * Synchronize against page_lock_anon_vma_read() such that
95          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
96          * freed.
97          *
98          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
99          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
100          * down_read_trylock() from page_lock_anon_vma_read(). This orders:
101          *
102          * page_lock_anon_vma_read()    VS      put_anon_vma()
103          *   down_read_trylock()                  atomic_dec_and_test()
104          *   LOCK                                 MB
105          *   atomic_read()                        rwsem_is_locked()
106          *
107          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
108          * happen _before_ what follows.
109          */
110         might_sleep();
111         if (rwsem_is_locked(&anon_vma->root->rwsem)) {
112                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
113                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
114         }
115
116         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
117 }
118
119 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(gfp_t gfp)
120 {
121         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, gfp);
122 }
123
124 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
125 {
126         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
127 }
128
129 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
130                                 struct anon_vma_chain *avc,
131                                 struct anon_vma *anon_vma)
132 {
133         avc->vma = vma;
134         avc->anon_vma = anon_vma;
135         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
136         anon_vma_interval_tree_insert(avc, &anon_vma->rb_root);
137 }
138
139 /**
140  * anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
141  * @vma: the memory region in question
142  *
143  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
144  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
145  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
146  *
147  * The common case will be that we already have one, but if
148  * not we either need to find an adjacent mapping that we
149  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
150  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
151  * allocate a new one.
152  *
153  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
154  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma_read()
155  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
156  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
157  * anon_vma isn't actually destroyed).
158  *
159  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
160  * for the new allocation. At the same time, we do not want
161  * to do any locking for the common case of already having
162  * an anon_vma.
163  *
164  * This must be called with the mmap_sem held for reading.
165  */
166 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
167 {
168         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
169         struct anon_vma_chain *avc;
170
171         might_sleep();
172         if (unlikely(!anon_vma)) {
173                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
174                 struct anon_vma *allocated;
175
176                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
177                 if (!avc)
178                         goto out_enomem;
179
180                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
181                 allocated = NULL;
182                 if (!anon_vma) {
183                         anon_vma = anon_vma_alloc();
184                         if (unlikely(!anon_vma))
185                                 goto out_enomem_free_avc;
186                         allocated = anon_vma;
187                 }
188
189                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
190                 /* page_table_lock to protect against threads */
191                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
192                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
193                         vma->anon_vma = anon_vma;
194                         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
195                         /* vma reference or self-parent link for new root */
196                         anon_vma->degree++;
197                         allocated = NULL;
198                         avc = NULL;
199                 }
200                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
201                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
202
203                 if (unlikely(allocated))
204                         put_anon_vma(allocated);
205                 if (unlikely(avc))
206                         anon_vma_chain_free(avc);
207         }
208         return 0;
209
210  out_enomem_free_avc:
211         anon_vma_chain_free(avc);
212  out_enomem:
213         return -ENOMEM;
214 }
215
216 /*
217  * This is a useful helper function for locking the anon_vma root as
218  * we traverse the vma->anon_vma_chain, looping over anon_vma's that
219  * have the same vma.
220  *
221  * Such anon_vma's should have the same root, so you'd expect to see
222  * just a single mutex_lock for the whole traversal.
223  */
224 static inline struct anon_vma *lock_anon_vma_root(struct anon_vma *root, struct anon_vma *anon_vma)
225 {
226         struct anon_vma *new_root = anon_vma->root;
227         if (new_root != root) {
228                 if (WARN_ON_ONCE(root))
229                         up_write(&root->rwsem);
230                 root = new_root;
231                 down_write(&root->rwsem);
232         }
233         return root;
234 }
235
236 static inline void unlock_anon_vma_root(struct anon_vma *root)
237 {
238         if (root)
239                 up_write(&root->rwsem);
240 }
241
242 /*
243  * Attach the anon_vmas from src to dst.
244  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
245  *
246  * If dst->anon_vma is NULL this function tries to find and reuse existing
247  * anon_vma which has no vmas and only one child anon_vma. This prevents
248  * degradation of anon_vma hierarchy to endless linear chain in case of
249  * constantly forking task. On the other hand, an anon_vma with more than one
250  * child isn't reused even if there was no alive vma, thus rmap walker has a
251  * good chance of avoiding scanning the whole hierarchy when it searches where
252  * page is mapped.
253  */
254 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
255 {
256         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
257         struct anon_vma *root = NULL;
258
259         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
260                 struct anon_vma *anon_vma;
261
262                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
263                 if (unlikely(!avc)) {
264                         unlock_anon_vma_root(root);
265                         root = NULL;
266                         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
267                         if (!avc)
268                                 goto enomem_failure;
269                 }
270                 anon_vma = pavc->anon_vma;
271                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
272                 anon_vma_chain_link(dst, avc, anon_vma);
273
274                 /*
275                  * Reuse existing anon_vma if its degree lower than two,
276                  * that means it has no vma and only one anon_vma child.
277                  *
278                  * Do not chose parent anon_vma, otherwise first child
279                  * will always reuse it. Root anon_vma is never reused:
280                  * it has self-parent reference and at least one child.
281                  */
282                 if (!dst->anon_vma && anon_vma != src->anon_vma &&
283                                 anon_vma->degree < 2)
284                         dst->anon_vma = anon_vma;
285         }
286         if (dst->anon_vma)
287                 dst->anon_vma->degree++;
288         unlock_anon_vma_root(root);
289         return 0;
290
291  enomem_failure:
292         /*
293          * dst->anon_vma is dropped here otherwise its degree can be incorrectly
294          * decremented in unlink_anon_vmas().
295          * We can safely do this because callers of anon_vma_clone() don't care
296          * about dst->anon_vma if anon_vma_clone() failed.
297          */
298         dst->anon_vma = NULL;
299         unlink_anon_vmas(dst);
300         return -ENOMEM;
301 }
302
303 /*
304  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
305  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
306  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
307  */
308 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
309 {
310         struct anon_vma_chain *avc;
311         struct anon_vma *anon_vma;
312         int error;
313
314         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
315         if (!pvma->anon_vma)
316                 return 0;
317
318         /* Drop inherited anon_vma, we'll reuse existing or allocate new. */
319         vma->anon_vma = NULL;
320
321         /*
322          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
323          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
324          */
325         error = anon_vma_clone(vma, pvma);
326         if (error)
327                 return error;
328
329         /* An existing anon_vma has been reused, all done then. */
330         if (vma->anon_vma)
331                 return 0;
332
333         /* Then add our own anon_vma. */
334         anon_vma = anon_vma_alloc();
335         if (!anon_vma)
336                 goto out_error;
337         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
338         if (!avc)
339                 goto out_error_free_anon_vma;
340
341         /*
342          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
343          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
344          */
345         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
346         anon_vma->parent = pvma->anon_vma;
347         /*
348          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
349          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
350          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
351          */
352         get_anon_vma(anon_vma->root);
353         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
354         vma->anon_vma = anon_vma;
355         anon_vma_lock_write(anon_vma);
356         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
357         anon_vma->parent->degree++;
358         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
359
360         return 0;
361
362  out_error_free_anon_vma:
363         put_anon_vma(anon_vma);
364  out_error:
365         unlink_anon_vmas(vma);
366         return -ENOMEM;
367 }
368
369 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
370 {
371         struct anon_vma_chain *avc, *next;
372         struct anon_vma *root = NULL;
373
374         /*
375          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
376          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
377          */
378         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
379                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
380
381                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
382                 anon_vma_interval_tree_remove(avc, &anon_vma->rb_root);
383
384                 /*
385                  * Leave empty anon_vmas on the list - we'll need
386                  * to free them outside the lock.
387                  */
388                 if (RB_EMPTY_ROOT(&anon_vma->rb_root)) {
389                         anon_vma->parent->degree--;
390                         continue;
391                 }
392
393                 list_del(&avc->same_vma);
394                 anon_vma_chain_free(avc);
395         }
396         if (vma->anon_vma)
397                 vma->anon_vma->degree--;
398         unlock_anon_vma_root(root);
399
400         /*
401          * Iterate the list once more, it now only contains empty and unlinked
402          * anon_vmas, destroy them. Could not do before due to __put_anon_vma()
403          * needing to write-acquire the anon_vma->root->rwsem.
404          */
405         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
406                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
407
408                 BUG_ON(anon_vma->degree);
409                 put_anon_vma(anon_vma);
410
411                 list_del(&avc->same_vma);
412                 anon_vma_chain_free(avc);
413         }
414 }
415
416 static void anon_vma_ctor(void *data)
417 {
418         struct anon_vma *anon_vma = data;
419
420         init_rwsem(&anon_vma->rwsem);
421         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
422         anon_vma->rb_root = RB_ROOT;
423 }
424
425 void __init anon_vma_init(void)
426 {
427         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
428                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
429         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain, SLAB_PANIC);
430 }
431
432 /*
433  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
434  *
435  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
436  * the best this function can do is return a locked anon_vma that might
437  * have been relevant to this page.
438  *
439  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
440  * returned may already be freed (and even reused).
441  *
442  * In case it was remapped to a different anon_vma, the new anon_vma will be a
443  * child of the old anon_vma, and the anon_vma lifetime rules will therefore
444  * ensure that any anon_vma obtained from the page will still be valid for as
445  * long as we observe page_mapped() [ hence all those page_mapped() tests ].
446  *
447  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
448  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
449  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
450  *
451  * Since anon_vma's slab is DESTROY_BY_RCU and we know from page_remove_rmap()
452  * that the anon_vma pointer from page->mapping is valid if there is a
453  * mapcount, we can dereference the anon_vma after observing those.
454  */
455 struct anon_vma *page_get_anon_vma(struct page *page)
456 {
457         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
458         unsigned long anon_mapping;
459
460         rcu_read_lock();
461         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
462         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
463                 goto out;
464         if (!page_mapped(page))
465                 goto out;
466
467         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
468         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
469                 anon_vma = NULL;
470                 goto out;
471         }
472
473         /*
474          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
475          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
476          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
477          * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
478          * above cannot corrupt).
479          */
480         if (!page_mapped(page)) {
481                 rcu_read_unlock();
482                 put_anon_vma(anon_vma);
483                 return NULL;
484         }
485 out:
486         rcu_read_unlock();
487
488         return anon_vma;
489 }
490
491 /*
492  * Similar to page_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
493  *
494  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
495  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
496  * reference like with page_get_anon_vma() and then block on the mutex.
497  */
498 struct anon_vma *page_lock_anon_vma_read(struct page *page)
499 {
500         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
501         struct anon_vma *root_anon_vma;
502         unsigned long anon_mapping;
503
504         rcu_read_lock();
505         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
506         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
507                 goto out;
508         if (!page_mapped(page))
509                 goto out;
510
511         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
512         root_anon_vma = READ_ONCE(anon_vma->root);
513         if (down_read_trylock(&root_anon_vma->rwsem)) {
514                 /*
515                  * If the page is still mapped, then this anon_vma is still
516                  * its anon_vma, and holding the mutex ensures that it will
517                  * not go away, see anon_vma_free().
518                  */
519                 if (!page_mapped(page)) {
520                         up_read(&root_anon_vma->rwsem);
521                         anon_vma = NULL;
522                 }
523                 goto out;
524         }
525
526         /* trylock failed, we got to sleep */
527         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
528                 anon_vma = NULL;
529                 goto out;
530         }
531
532         if (!page_mapped(page)) {
533                 rcu_read_unlock();
534                 put_anon_vma(anon_vma);
535                 return NULL;
536         }
537
538         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
539         rcu_read_unlock();
540         anon_vma_lock_read(anon_vma);
541
542         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
543                 /*
544                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
545                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
546                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock_write() recursion.
547                  */
548                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
549                 __put_anon_vma(anon_vma);
550                 anon_vma = NULL;
551         }
552
553         return anon_vma;
554
555 out:
556         rcu_read_unlock();
557         return anon_vma;
558 }
559
560 void page_unlock_anon_vma_read(struct anon_vma *anon_vma)
561 {
562         anon_vma_unlock_read(anon_vma);
563 }
564
565 /*
566  * At what user virtual address is page expected in @vma?
567  */
568 static inline unsigned long
569 __vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
570 {
571         pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
572         return vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
573 }
574
575 inline unsigned long
576 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
577 {
578         unsigned long address = __vma_address(page, vma);
579
580         /* page should be within @vma mapping range */
581         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
582
583         return address;
584 }
585
586 /*
587  * At what user virtual address is page expected in vma?
588  * Caller should check the page is actually part of the vma.
589  */
590 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
591 {
592         unsigned long address;
593         if (PageAnon(page)) {
594                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
595                 /*
596                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
597                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
598                  */
599                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
600                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
601                         return -EFAULT;
602         } else if (page->mapping) {
603                 if (!vma->vm_file || vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
604                         return -EFAULT;
605         } else
606                 return -EFAULT;
607         address = __vma_address(page, vma);
608         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end))
609                 return -EFAULT;
610         return address;
611 }
612
613 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
614 {
615         pgd_t *pgd;
616         pud_t *pud;
617         pmd_t *pmd = NULL;
618         pmd_t pmde;
619
620         pgd = pgd_offset(mm, address);
621         if (!pgd_present(*pgd))
622                 goto out;
623
624         pud = pud_offset(pgd, address);
625         if (!pud_present(*pud))
626                 goto out;
627
628         pmd = pmd_offset(pud, address);
629         /*
630          * Some THP functions use the sequence pmdp_huge_clear_flush(), set_pmd_at()
631          * without holding anon_vma lock for write.  So when looking for a
632          * genuine pmde (in which to find pte), test present and !THP together.
633          */
634         pmde = *pmd;
635         barrier();
636         if (!pmd_present(pmde) || pmd_trans_huge(pmde))
637                 pmd = NULL;
638 out:
639         return pmd;
640 }
641
642 /*
643  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
644  *
645  * If @sync is false, page_check_address may perform a racy check to avoid
646  * the page table lock when the pte is not present (helpful when reclaiming
647  * highly shared pages).
648  *
649  * On success returns with pte mapped and locked.
650  */
651 pte_t *__page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
652                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp, int sync)
653 {
654         pmd_t *pmd;
655         pte_t *pte;
656         spinlock_t *ptl;
657
658         if (unlikely(PageHuge(page))) {
659                 /* when pud is not present, pte will be NULL */
660                 pte = huge_pte_offset(mm, address);
661                 if (!pte)
662                         return NULL;
663
664                 ptl = huge_pte_lockptr(page_hstate(page), mm, pte);
665                 goto check;
666         }
667
668         pmd = mm_find_pmd(mm, address);
669         if (!pmd)
670                 return NULL;
671
672         pte = pte_offset_map(pmd, address);
673         /* Make a quick check before getting the lock */
674         if (!sync && !pte_present(*pte)) {
675                 pte_unmap(pte);
676                 return NULL;
677         }
678
679         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
680 check:
681         spin_lock(ptl);
682         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
683                 *ptlp = ptl;
684                 return pte;
685         }
686         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
687         return NULL;
688 }
689
690 /**
691  * page_mapped_in_vma - check whether a page is really mapped in a VMA
692  * @page: the page to test
693  * @vma: the VMA to test
694  *
695  * Returns 1 if the page is mapped into the page tables of the VMA, 0
696  * if the page is not mapped into the page tables of this VMA.  Only
697  * valid for normal file or anonymous VMAs.
698  */
699 int page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
700 {
701         unsigned long address;
702         pte_t *pte;
703         spinlock_t *ptl;
704
705         address = __vma_address(page, vma);
706         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end))
707                 return 0;
708         pte = page_check_address(page, vma->vm_mm, address, &ptl, 1);
709         if (!pte)                       /* the page is not in this mm */
710                 return 0;
711         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
712
713         return 1;
714 }
715
716 struct page_referenced_arg {
717         int mapcount;
718         int referenced;
719         unsigned long vm_flags;
720         struct mem_cgroup *memcg;
721 };
722 /*
723  * arg: page_referenced_arg will be passed
724  */
725 static int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
726                         unsigned long address, void *arg)
727 {
728         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
729         spinlock_t *ptl;
730         int referenced = 0;
731         struct page_referenced_arg *pra = arg;
732
733         if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
734                 pmd_t *pmd;
735
736                 /*
737                  * rmap might return false positives; we must filter
738                  * these out using page_check_address_pmd().
739                  */
740                 pmd = page_check_address_pmd(page, mm, address,
741                                              PAGE_CHECK_ADDRESS_PMD_FLAG, &ptl);
742                 if (!pmd)
743                         return SWAP_AGAIN;
744
745                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
746                         spin_unlock(ptl);
747                         pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
748                         return SWAP_FAIL; /* To break the loop */
749                 }
750
751                 /* go ahead even if the pmd is pmd_trans_splitting() */
752                 if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address, pmd))
753                         referenced++;
754                 spin_unlock(ptl);
755         } else {
756                 pte_t *pte;
757
758                 /*
759                  * rmap might return false positives; we must filter
760                  * these out using page_check_address().
761                  */
762                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
763                 if (!pte)
764                         return SWAP_AGAIN;
765
766                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
767                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
768                         pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
769                         return SWAP_FAIL; /* To break the loop */
770                 }
771
772                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
773                         /*
774                          * Don't treat a reference through a sequentially read
775                          * mapping as such.  If the page has been used in
776                          * another mapping, we will catch it; if this other
777                          * mapping is already gone, the unmap path will have
778                          * set PG_referenced or activated the page.
779                          */
780                         if (likely(!(vma->vm_flags & VM_SEQ_READ)))
781                                 referenced++;
782                 }
783                 pte_unmap_unlock(pte, ptl);
784         }
785
786         if (referenced) {
787                 pra->referenced++;
788                 pra->vm_flags |= vma->vm_flags;
789         }
790
791         pra->mapcount--;
792         if (!pra->mapcount)
793                 return SWAP_SUCCESS; /* To break the loop */
794
795         return SWAP_AGAIN;
796 }
797
798 static bool invalid_page_referenced_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
799 {
800         struct page_referenced_arg *pra = arg;
801         struct mem_cgroup *memcg = pra->memcg;
802
803         if (!mm_match_cgroup(vma->vm_mm, memcg))
804                 return true;
805
806         return false;
807 }
808
809 /**
810  * page_referenced - test if the page was referenced
811  * @page: the page to test
812  * @is_locked: caller holds lock on the page
813  * @memcg: target memory cgroup
814  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
815  *
816  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
817  * returns the number of ptes which referenced the page.
818  */
819 int page_referenced(struct page *page,
820                     int is_locked,
821                     struct mem_cgroup *memcg,
822                     unsigned long *vm_flags)
823 {
824         int ret;
825         int we_locked = 0;
826         struct page_referenced_arg pra = {
827                 .mapcount = page_mapcount(page),
828                 .memcg = memcg,
829         };
830         struct rmap_walk_control rwc = {
831                 .rmap_one = page_referenced_one,
832                 .arg = (void *)&pra,
833                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
834         };
835
836         *vm_flags = 0;
837         if (!page_mapped(page))
838                 return 0;
839
840         if (!page_rmapping(page))
841                 return 0;
842
843         if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
844                 we_locked = trylock_page(page);
845                 if (!we_locked)
846                         return 1;
847         }
848
849         /*
850          * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
851          * counting on behalf of references from different
852          * cgroups
853          */
854         if (memcg) {
855                 rwc.invalid_vma = invalid_page_referenced_vma;
856         }
857
858         ret = rmap_walk(page, &rwc);
859         *vm_flags = pra.vm_flags;
860
861         if (we_locked)
862                 unlock_page(page);
863
864         return pra.referenced;
865 }
866
867 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
868                             unsigned long address, void *arg)
869 {
870         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
871         pte_t *pte;
872         spinlock_t *ptl;
873         int ret = 0;
874         int *cleaned = arg;
875
876         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 1);
877         if (!pte)
878                 goto out;
879
880         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
881                 pte_t entry;
882
883                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
884                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
885                 entry = pte_wrprotect(entry);
886                 entry = pte_mkclean(entry);
887                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
888                 ret = 1;
889         }
890
891         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
892
893         if (ret) {
894                 mmu_notifier_invalidate_page(mm, address);
895                 (*cleaned)++;
896         }
897 out:
898         return SWAP_AGAIN;
899 }
900
901 static bool invalid_mkclean_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
902 {
903         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
904                 return false;
905
906         return true;
907 }
908
909 int page_mkclean(struct page *page)
910 {
911         int cleaned = 0;
912         struct address_space *mapping;
913         struct rmap_walk_control rwc = {
914                 .arg = (void *)&cleaned,
915                 .rmap_one = page_mkclean_one,
916                 .invalid_vma = invalid_mkclean_vma,
917         };
918
919         BUG_ON(!PageLocked(page));
920
921         if (!page_mapped(page))
922                 return 0;
923
924         mapping = page_mapping(page);
925         if (!mapping)
926                 return 0;
927
928         rmap_walk(page, &rwc);
929
930         return cleaned;
931 }
932 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
933
934 /**
935  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
936  * @page:       the page to move to our anon_vma
937  * @vma:        the vma the page belongs to
938  * @address:    the user virtual address mapped
939  *
940  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
941  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
942  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
943  * processes.
944  */
945 void page_move_anon_rmap(struct page *page,
946         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
947 {
948         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
949
950         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
951         VM_BUG_ON_VMA(!anon_vma, vma);
952         VM_BUG_ON_PAGE(page->index != linear_page_index(vma, address), page);
953
954         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
955         /*
956          * Ensure that anon_vma and the PAGE_MAPPING_ANON bit are written
957          * simultaneously, so a concurrent reader (eg page_referenced()'s
958          * PageAnon()) will not see one without the other.
959          */
960         WRITE_ONCE(page->mapping, (struct address_space *) anon_vma);
961 }
962
963 /**
964  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
965  * @page:       Page to add to rmap     
966  * @vma:        VM area to add page to.
967  * @address:    User virtual address of the mapping     
968  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
969  */
970 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
971         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
972 {
973         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
974
975         BUG_ON(!anon_vma);
976
977         if (PageAnon(page))
978                 return;
979
980         /*
981          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
982          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
983          * page mapping!
984          */
985         if (!exclusive)
986                 anon_vma = anon_vma->root;
987
988         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
989         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
990         page->index = linear_page_index(vma, address);
991 }
992
993 /**
994  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
995  * @page:       the page to add the mapping to
996  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
997  * @address:    the user virtual address mapped
998  */
999 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
1000         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1001 {
1002 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1003         /*
1004          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1005          * be set up correctly at this point.
1006          *
1007          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1008          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
1009          * in which case the page is already known to be setup.
1010          *
1011          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1012          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1013          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1014          */
1015         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
1016         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
1017 #endif
1018 }
1019
1020 /**
1021  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1022  * @page:       the page to add the mapping to
1023  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1024  * @address:    the user virtual address mapped
1025  *
1026  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1027  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1028  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1029  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1030  */
1031 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
1032         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1033 {
1034         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
1039  * into pages that are exclusively owned by the current process.
1040  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
1041  */
1042 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
1043         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1044 {
1045         int first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1046         if (first) {
1047                 /*
1048                  * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1049                  * these counters are not modified in interrupt context, and
1050                  * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption
1051                  * disabled.
1052                  */
1053                 if (PageTransHuge(page))
1054                         __inc_zone_page_state(page,
1055                                               NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1056                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ANON_PAGES,
1057                                 hpage_nr_pages(page));
1058         }
1059         if (unlikely(PageKsm(page)))
1060                 return;
1061
1062         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1063         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1064         if (first)
1065                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address, exclusive);
1066         else
1067                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1068 }
1069
1070 /**
1071  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
1072  * @page:       the page to add the mapping to
1073  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1074  * @address:    the user virtual address mapped
1075  *
1076  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
1077  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1078  * Page does not have to be locked.
1079  */
1080 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1081         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1082 {
1083         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
1084         SetPageSwapBacked(page);
1085         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
1086         if (PageTransHuge(page))
1087                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1088         __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ANON_PAGES,
1089                         hpage_nr_pages(page));
1090         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1091 }
1092
1093 /**
1094  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1095  * @page: the page to add the mapping to
1096  *
1097  * The caller needs to hold the pte lock.
1098  */
1099 void page_add_file_rmap(struct page *page)
1100 {
1101         struct mem_cgroup *memcg;
1102
1103         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1104         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
1105                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1106                 mem_cgroup_inc_page_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
1107         }
1108         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1109 }
1110
1111 static void page_remove_file_rmap(struct page *page)
1112 {
1113         struct mem_cgroup *memcg;
1114
1115         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1116
1117         /* page still mapped by someone else? */
1118         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1119                 goto out;
1120
1121         /* Hugepages are not counted in NR_FILE_MAPPED for now. */
1122         if (unlikely(PageHuge(page)))
1123                 goto out;
1124
1125         /*
1126          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1127          * these counters are not modified in interrupt context, and
1128          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1129          */
1130         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1131         mem_cgroup_dec_page_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
1132
1133         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1134                 clear_page_mlock(page);
1135 out:
1136         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1137 }
1138
1139 /**
1140  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1141  * @page: page to remove mapping from
1142  *
1143  * The caller needs to hold the pte lock.
1144  */
1145 void page_remove_rmap(struct page *page)
1146 {
1147         if (!PageAnon(page)) {
1148                 page_remove_file_rmap(page);
1149                 return;
1150         }
1151
1152         /* page still mapped by someone else? */
1153         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1154                 return;
1155
1156         /* Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES for now. */
1157         if (unlikely(PageHuge(page)))
1158                 return;
1159
1160         /*
1161          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1162          * these counters are not modified in interrupt context, and
1163          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1164          */
1165         if (PageTransHuge(page))
1166                 __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1167
1168         __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ANON_PAGES,
1169                               -hpage_nr_pages(page));
1170
1171         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1172                 clear_page_mlock(page);
1173
1174         /*
1175          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
1176          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1177          * which increments mapcount after us but sets mapping
1178          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
1179          * and remember that it's only reliable while mapped.
1180          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
1181          * faster for those pages still in swapcache.
1182          */
1183 }
1184
1185 /*
1186  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument
1187  */
1188 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1189                      unsigned long address, void *arg)
1190 {
1191         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1192         pte_t *pte;
1193         pte_t pteval;
1194         spinlock_t *ptl;
1195         int ret = SWAP_AGAIN;
1196         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)arg;
1197
1198         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
1199         if (!pte)
1200                 goto out;
1201
1202         /*
1203          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
1204          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
1205          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
1206          */
1207         if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
1208                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
1209                         goto out_mlock;
1210
1211                 if (flags & TTU_MUNLOCK)
1212                         goto out_unmap;
1213         }
1214         if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
1215                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
1216                         ret = SWAP_FAIL;
1217                         goto out_unmap;
1218                 }
1219         }
1220
1221         /* Nuke the page table entry. */
1222         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
1223         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
1224
1225         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1226         if (pte_dirty(pteval))
1227                 set_page_dirty(page);
1228
1229         /* Update high watermark before we lower rss */
1230         update_hiwater_rss(mm);
1231
1232         if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1233                 if (!PageHuge(page)) {
1234                         if (PageAnon(page))
1235                                 dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1236                         else
1237                                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1238                 }
1239                 set_pte_at(mm, address, pte,
1240                            swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
1241         } else if (pte_unused(pteval)) {
1242                 /*
1243                  * The guest indicated that the page content is of no
1244                  * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
1245                  * will take care of the rest.
1246                  */
1247                 if (PageAnon(page))
1248                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1249                 else
1250                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1251         } else if (PageAnon(page)) {
1252                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
1253                 pte_t swp_pte;
1254
1255                 if (PageSwapCache(page)) {
1256                         /*
1257                          * Store the swap location in the pte.
1258                          * See handle_pte_fault() ...
1259                          */
1260                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1261                                 set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
1262                                 ret = SWAP_FAIL;
1263                                 goto out_unmap;
1264                         }
1265                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1266                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1267                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1268                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1269                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1270                         }
1271                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1272                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1273                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)) {
1274                         /*
1275                          * Store the pfn of the page in a special migration
1276                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1277                          * pte is removed and then restart fault handling.
1278                          */
1279                         BUG_ON(!(flags & TTU_MIGRATION));
1280                         entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1281                 }
1282                 swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1283                 if (pte_soft_dirty(pteval))
1284                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1285                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_pte);
1286         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION) &&
1287                    (flags & TTU_MIGRATION)) {
1288                 /* Establish migration entry for a file page */
1289                 swp_entry_t entry;
1290                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1291                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_entry_to_pte(entry));
1292         } else
1293                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1294
1295         page_remove_rmap(page);
1296         page_cache_release(page);
1297
1298 out_unmap:
1299         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1300         if (ret != SWAP_FAIL && !(flags & TTU_MUNLOCK))
1301                 mmu_notifier_invalidate_page(mm, address);
1302 out:
1303         return ret;
1304
1305 out_mlock:
1306         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1307
1308
1309         /*
1310          * We need mmap_sem locking, Otherwise VM_LOCKED check makes
1311          * unstable result and race. Plus, We can't wait here because
1312          * we now hold anon_vma->rwsem or mapping->i_mmap_rwsem.
1313          * if trylock failed, the page remain in evictable lru and later
1314          * vmscan could retry to move the page to unevictable lru if the
1315          * page is actually mlocked.
1316          */
1317         if (down_read_trylock(&vma->vm_mm->mmap_sem)) {
1318                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1319                         mlock_vma_page(page);
1320                         ret = SWAP_MLOCK;
1321                 }
1322                 up_read(&vma->vm_mm->mmap_sem);
1323         }
1324         return ret;
1325 }
1326
1327 bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1328 {
1329         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1330
1331         if (!maybe_stack)
1332                 return false;
1333
1334         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1335                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1336                 return true;
1337
1338         return false;
1339 }
1340
1341 static bool invalid_migration_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1342 {
1343         return is_vma_temporary_stack(vma);
1344 }
1345
1346 static int page_not_mapped(struct page *page)
1347 {
1348         return !page_mapped(page);
1349 };
1350
1351 /**
1352  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1353  * @page: the page to get unmapped
1354  * @flags: action and flags
1355  *
1356  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1357  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1358  * Return values are:
1359  *
1360  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1361  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1362  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1363  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1364  */
1365 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1366 {
1367         int ret;
1368         struct rmap_walk_control rwc = {
1369                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1370                 .arg = (void *)flags,
1371                 .done = page_not_mapped,
1372                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1373         };
1374
1375         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHuge(page) && PageTransHuge(page), page);
1376
1377         /*
1378          * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1379          * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1380          * page tables leading to a race where migration cannot
1381          * find the migration ptes. Rather than increasing the
1382          * locking requirements of exec(), migration skips
1383          * temporary VMAs until after exec() completes.
1384          */
1385         if ((flags & TTU_MIGRATION) && !PageKsm(page) && PageAnon(page))
1386                 rwc.invalid_vma = invalid_migration_vma;
1387
1388         ret = rmap_walk(page, &rwc);
1389
1390         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapped(page))
1391                 ret = SWAP_SUCCESS;
1392         return ret;
1393 }
1394
1395 /**
1396  * try_to_munlock - try to munlock a page
1397  * @page: the page to be munlocked
1398  *
1399  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1400  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1401  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1402  *
1403  * Return values are:
1404  *
1405  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1406  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1407  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1408  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1409  */
1410 int try_to_munlock(struct page *page)
1411 {
1412         int ret;
1413         struct rmap_walk_control rwc = {
1414                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1415                 .arg = (void *)TTU_MUNLOCK,
1416                 .done = page_not_mapped,
1417                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1418
1419         };
1420
1421         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page) || PageLRU(page), page);
1422
1423         ret = rmap_walk(page, &rwc);
1424         return ret;
1425 }
1426
1427 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1428 {
1429         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1430
1431         anon_vma_free(anon_vma);
1432         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
1433                 anon_vma_free(root);
1434 }
1435
1436 static struct anon_vma *rmap_walk_anon_lock(struct page *page,
1437                                         struct rmap_walk_control *rwc)
1438 {
1439         struct anon_vma *anon_vma;
1440
1441         if (rwc->anon_lock)
1442                 return rwc->anon_lock(page);
1443
1444         /*
1445          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma_read()
1446          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1447          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1448          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1449          */
1450         anon_vma = page_anon_vma(page);
1451         if (!anon_vma)
1452                 return NULL;
1453
1454         anon_vma_lock_read(anon_vma);
1455         return anon_vma;
1456 }
1457
1458 /*
1459  * rmap_walk_anon - do something to anonymous page using the object-based
1460  * rmap method
1461  * @page: the page to be handled
1462  * @rwc: control variable according to each walk type
1463  *
1464  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1465  * contained in the anon_vma struct it points to.
1466  *
1467  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1468  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1469  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1470  * LOCKED.
1471  */
1472 static int rmap_walk_anon(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1473 {
1474         struct anon_vma *anon_vma;
1475         pgoff_t pgoff;
1476         struct anon_vma_chain *avc;
1477         int ret = SWAP_AGAIN;
1478
1479         anon_vma = rmap_walk_anon_lock(page, rwc);
1480         if (!anon_vma)
1481                 return ret;
1482
1483         pgoff = page_to_pgoff(page);
1484         anon_vma_interval_tree_foreach(avc, &anon_vma->rb_root, pgoff, pgoff) {
1485                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1486                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1487
1488                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
1489                         continue;
1490
1491                 ret = rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg);
1492                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1493                         break;
1494                 if (rwc->done && rwc->done(page))
1495                         break;
1496         }
1497         anon_vma_unlock_read(anon_vma);
1498         return ret;
1499 }
1500
1501 /*
1502  * rmap_walk_file - do something to file page using the object-based rmap method
1503  * @page: the page to be handled
1504  * @rwc: control variable according to each walk type
1505  *
1506  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1507  * contained in the address_space struct it points to.
1508  *
1509  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1510  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1511  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1512  * LOCKED.
1513  */
1514 static int rmap_walk_file(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1515 {
1516         struct address_space *mapping = page->mapping;
1517         pgoff_t pgoff;
1518         struct vm_area_struct *vma;
1519         int ret = SWAP_AGAIN;
1520
1521         /*
1522          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
1523          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
1524          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
1525          * so we can safely take mapping->i_mmap_rwsem.
1526          */
1527         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1528
1529         if (!mapping)
1530                 return ret;
1531
1532         pgoff = page_to_pgoff(page);
1533         i_mmap_lock_read(mapping);
1534         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1535                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1536
1537                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
1538                         continue;
1539
1540                 ret = rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg);
1541                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1542                         goto done;
1543                 if (rwc->done && rwc->done(page))
1544                         goto done;
1545         }
1546
1547 done:
1548         i_mmap_unlock_read(mapping);
1549         return ret;
1550 }
1551
1552 int rmap_walk(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1553 {
1554         if (unlikely(PageKsm(page)))
1555                 return rmap_walk_ksm(page, rwc);
1556         else if (PageAnon(page))
1557                 return rmap_walk_anon(page, rwc);
1558         else
1559                 return rmap_walk_file(page, rwc);
1560 }
1561
1562 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1563 /*
1564  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1565  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1566  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1567  */
1568 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1569         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1570 {
1571         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1572
1573         BUG_ON(!anon_vma);
1574
1575         if (PageAnon(page))
1576                 return;
1577         if (!exclusive)
1578                 anon_vma = anon_vma->root;
1579
1580         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1581         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1582         page->index = linear_page_index(vma, address);
1583 }
1584
1585 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1586                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1587 {
1588         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1589         int first;
1590
1591         BUG_ON(!PageLocked(page));
1592         BUG_ON(!anon_vma);
1593         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1594         first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1595         if (first)
1596                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1597 }
1598
1599 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1600                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1601 {
1602         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1603         atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1604         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1605 }
1606 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */