OSDN Git Service

lib/test_kasan.c: fix memory leak in kmalloc_oob_krealloc_more()
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.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 #include <linux/page_idle.h>
63
64 #include <asm/tlbflush.h>
65
66 #include <trace/events/tlb.h>
67
68 #include "internal.h"
69
70 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
71 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
72
73 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
74 {
75         struct anon_vma *anon_vma;
76
77         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
78         if (anon_vma) {
79                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
80                 anon_vma->degree = 1;   /* Reference for first vma */
81                 anon_vma->parent = anon_vma;
82                 /*
83                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
84                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
85                  */
86                 anon_vma->root = anon_vma;
87         }
88
89         return anon_vma;
90 }
91
92 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
93 {
94         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
95
96         /*
97          * Synchronize against page_lock_anon_vma_read() such that
98          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
99          * freed.
100          *
101          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
102          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
103          * down_read_trylock() from page_lock_anon_vma_read(). This orders:
104          *
105          * page_lock_anon_vma_read()    VS      put_anon_vma()
106          *   down_read_trylock()                  atomic_dec_and_test()
107          *   LOCK                                 MB
108          *   atomic_read()                        rwsem_is_locked()
109          *
110          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
111          * happen _before_ what follows.
112          */
113         might_sleep();
114         if (rwsem_is_locked(&anon_vma->root->rwsem)) {
115                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
116                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
117         }
118
119         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
120 }
121
122 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(gfp_t gfp)
123 {
124         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, gfp);
125 }
126
127 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
128 {
129         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
130 }
131
132 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
133                                 struct anon_vma_chain *avc,
134                                 struct anon_vma *anon_vma)
135 {
136         avc->vma = vma;
137         avc->anon_vma = anon_vma;
138         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
139         anon_vma_interval_tree_insert(avc, &anon_vma->rb_root);
140 }
141
142 /**
143  * anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
144  * @vma: the memory region in question
145  *
146  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
147  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
148  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
149  *
150  * The common case will be that we already have one, but if
151  * not we either need to find an adjacent mapping that we
152  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
153  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
154  * allocate a new one.
155  *
156  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
157  * optimistically looked up an anon_vma in page_lock_anon_vma_read()
158  * and that may actually touch the spinlock even in the newly
159  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
160  * anon_vma isn't actually destroyed).
161  *
162  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
163  * for the new allocation. At the same time, we do not want
164  * to do any locking for the common case of already having
165  * an anon_vma.
166  *
167  * This must be called with the mmap_sem held for reading.
168  */
169 int anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
170 {
171         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
172         struct anon_vma_chain *avc;
173
174         might_sleep();
175         if (unlikely(!anon_vma)) {
176                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
177                 struct anon_vma *allocated;
178
179                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
180                 if (!avc)
181                         goto out_enomem;
182
183                 anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
184                 allocated = NULL;
185                 if (!anon_vma) {
186                         anon_vma = anon_vma_alloc();
187                         if (unlikely(!anon_vma))
188                                 goto out_enomem_free_avc;
189                         allocated = anon_vma;
190                 }
191
192                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
193                 /* page_table_lock to protect against threads */
194                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
195                 if (likely(!vma->anon_vma)) {
196                         vma->anon_vma = anon_vma;
197                         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
198                         /* vma reference or self-parent link for new root */
199                         anon_vma->degree++;
200                         allocated = NULL;
201                         avc = NULL;
202                 }
203                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
204                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
205
206                 if (unlikely(allocated))
207                         put_anon_vma(allocated);
208                 if (unlikely(avc))
209                         anon_vma_chain_free(avc);
210         }
211         return 0;
212
213  out_enomem_free_avc:
214         anon_vma_chain_free(avc);
215  out_enomem:
216         return -ENOMEM;
217 }
218
219 /*
220  * This is a useful helper function for locking the anon_vma root as
221  * we traverse the vma->anon_vma_chain, looping over anon_vma's that
222  * have the same vma.
223  *
224  * Such anon_vma's should have the same root, so you'd expect to see
225  * just a single mutex_lock for the whole traversal.
226  */
227 static inline struct anon_vma *lock_anon_vma_root(struct anon_vma *root, struct anon_vma *anon_vma)
228 {
229         struct anon_vma *new_root = anon_vma->root;
230         if (new_root != root) {
231                 if (WARN_ON_ONCE(root))
232                         up_write(&root->rwsem);
233                 root = new_root;
234                 down_write(&root->rwsem);
235         }
236         return root;
237 }
238
239 static inline void unlock_anon_vma_root(struct anon_vma *root)
240 {
241         if (root)
242                 up_write(&root->rwsem);
243 }
244
245 /*
246  * Attach the anon_vmas from src to dst.
247  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
248  *
249  * If dst->anon_vma is NULL this function tries to find and reuse existing
250  * anon_vma which has no vmas and only one child anon_vma. This prevents
251  * degradation of anon_vma hierarchy to endless linear chain in case of
252  * constantly forking task. On the other hand, an anon_vma with more than one
253  * child isn't reused even if there was no alive vma, thus rmap walker has a
254  * good chance of avoiding scanning the whole hierarchy when it searches where
255  * page is mapped.
256  */
257 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
258 {
259         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
260         struct anon_vma *root = NULL;
261
262         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
263                 struct anon_vma *anon_vma;
264
265                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
266                 if (unlikely(!avc)) {
267                         unlock_anon_vma_root(root);
268                         root = NULL;
269                         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
270                         if (!avc)
271                                 goto enomem_failure;
272                 }
273                 anon_vma = pavc->anon_vma;
274                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
275                 anon_vma_chain_link(dst, avc, anon_vma);
276
277                 /*
278                  * Reuse existing anon_vma if its degree lower than two,
279                  * that means it has no vma and only one anon_vma child.
280                  *
281                  * Do not chose parent anon_vma, otherwise first child
282                  * will always reuse it. Root anon_vma is never reused:
283                  * it has self-parent reference and at least one child.
284                  */
285                 if (!dst->anon_vma && anon_vma != src->anon_vma &&
286                                 anon_vma->degree < 2)
287                         dst->anon_vma = anon_vma;
288         }
289         if (dst->anon_vma)
290                 dst->anon_vma->degree++;
291         unlock_anon_vma_root(root);
292         return 0;
293
294  enomem_failure:
295         /*
296          * dst->anon_vma is dropped here otherwise its degree can be incorrectly
297          * decremented in unlink_anon_vmas().
298          * We can safely do this because callers of anon_vma_clone() don't care
299          * about dst->anon_vma if anon_vma_clone() failed.
300          */
301         dst->anon_vma = NULL;
302         unlink_anon_vmas(dst);
303         return -ENOMEM;
304 }
305
306 /*
307  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
308  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
309  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
310  */
311 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
312 {
313         struct anon_vma_chain *avc;
314         struct anon_vma *anon_vma;
315         int error;
316
317         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
318         if (!pvma->anon_vma)
319                 return 0;
320
321         /* Drop inherited anon_vma, we'll reuse existing or allocate new. */
322         vma->anon_vma = NULL;
323
324         /*
325          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
326          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
327          */
328         error = anon_vma_clone(vma, pvma);
329         if (error)
330                 return error;
331
332         /* An existing anon_vma has been reused, all done then. */
333         if (vma->anon_vma)
334                 return 0;
335
336         /* Then add our own anon_vma. */
337         anon_vma = anon_vma_alloc();
338         if (!anon_vma)
339                 goto out_error;
340         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
341         if (!avc)
342                 goto out_error_free_anon_vma;
343
344         /*
345          * The root anon_vma's spinlock is the lock actually used when we
346          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
347          */
348         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
349         anon_vma->parent = pvma->anon_vma;
350         /*
351          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
352          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
353          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
354          */
355         get_anon_vma(anon_vma->root);
356         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
357         vma->anon_vma = anon_vma;
358         anon_vma_lock_write(anon_vma);
359         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
360         anon_vma->parent->degree++;
361         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
362
363         return 0;
364
365  out_error_free_anon_vma:
366         put_anon_vma(anon_vma);
367  out_error:
368         unlink_anon_vmas(vma);
369         return -ENOMEM;
370 }
371
372 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
373 {
374         struct anon_vma_chain *avc, *next;
375         struct anon_vma *root = NULL;
376
377         /*
378          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
379          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
380          */
381         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
382                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
383
384                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
385                 anon_vma_interval_tree_remove(avc, &anon_vma->rb_root);
386
387                 /*
388                  * Leave empty anon_vmas on the list - we'll need
389                  * to free them outside the lock.
390                  */
391                 if (RB_EMPTY_ROOT(&anon_vma->rb_root)) {
392                         anon_vma->parent->degree--;
393                         continue;
394                 }
395
396                 list_del(&avc->same_vma);
397                 anon_vma_chain_free(avc);
398         }
399         if (vma->anon_vma)
400                 vma->anon_vma->degree--;
401         unlock_anon_vma_root(root);
402
403         /*
404          * Iterate the list once more, it now only contains empty and unlinked
405          * anon_vmas, destroy them. Could not do before due to __put_anon_vma()
406          * needing to write-acquire the anon_vma->root->rwsem.
407          */
408         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
409                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
410
411                 VM_WARN_ON(anon_vma->degree);
412                 put_anon_vma(anon_vma);
413
414                 list_del(&avc->same_vma);
415                 anon_vma_chain_free(avc);
416         }
417 }
418
419 static void anon_vma_ctor(void *data)
420 {
421         struct anon_vma *anon_vma = data;
422
423         init_rwsem(&anon_vma->rwsem);
424         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
425         anon_vma->rb_root = RB_ROOT;
426 }
427
428 void __init anon_vma_init(void)
429 {
430         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
431                         0, SLAB_DESTROY_BY_RCU|SLAB_PANIC, anon_vma_ctor);
432         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain, SLAB_PANIC);
433 }
434
435 /*
436  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
437  *
438  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
439  * the best this function can do is return a locked anon_vma that might
440  * have been relevant to this page.
441  *
442  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
443  * returned may already be freed (and even reused).
444  *
445  * In case it was remapped to a different anon_vma, the new anon_vma will be a
446  * child of the old anon_vma, and the anon_vma lifetime rules will therefore
447  * ensure that any anon_vma obtained from the page will still be valid for as
448  * long as we observe page_mapped() [ hence all those page_mapped() tests ].
449  *
450  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
451  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
452  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
453  *
454  * Since anon_vma's slab is DESTROY_BY_RCU and we know from page_remove_rmap()
455  * that the anon_vma pointer from page->mapping is valid if there is a
456  * mapcount, we can dereference the anon_vma after observing those.
457  */
458 struct anon_vma *page_get_anon_vma(struct page *page)
459 {
460         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
461         unsigned long anon_mapping;
462
463         rcu_read_lock();
464         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
465         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
466                 goto out;
467         if (!page_mapped(page))
468                 goto out;
469
470         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
471         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
472                 anon_vma = NULL;
473                 goto out;
474         }
475
476         /*
477          * If this page is still mapped, then its anon_vma cannot have been
478          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
479          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
480          * SLAB_DESTROY_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
481          * above cannot corrupt).
482          */
483         if (!page_mapped(page)) {
484                 rcu_read_unlock();
485                 put_anon_vma(anon_vma);
486                 return NULL;
487         }
488 out:
489         rcu_read_unlock();
490
491         return anon_vma;
492 }
493
494 /*
495  * Similar to page_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
496  *
497  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
498  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
499  * reference like with page_get_anon_vma() and then block on the mutex.
500  */
501 struct anon_vma *page_lock_anon_vma_read(struct page *page)
502 {
503         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
504         struct anon_vma *root_anon_vma;
505         unsigned long anon_mapping;
506
507         rcu_read_lock();
508         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(page->mapping);
509         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
510                 goto out;
511         if (!page_mapped(page))
512                 goto out;
513
514         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
515         root_anon_vma = READ_ONCE(anon_vma->root);
516         if (down_read_trylock(&root_anon_vma->rwsem)) {
517                 /*
518                  * If the page is still mapped, then this anon_vma is still
519                  * its anon_vma, and holding the mutex ensures that it will
520                  * not go away, see anon_vma_free().
521                  */
522                 if (!page_mapped(page)) {
523                         up_read(&root_anon_vma->rwsem);
524                         anon_vma = NULL;
525                 }
526                 goto out;
527         }
528
529         /* trylock failed, we got to sleep */
530         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
531                 anon_vma = NULL;
532                 goto out;
533         }
534
535         if (!page_mapped(page)) {
536                 rcu_read_unlock();
537                 put_anon_vma(anon_vma);
538                 return NULL;
539         }
540
541         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
542         rcu_read_unlock();
543         anon_vma_lock_read(anon_vma);
544
545         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
546                 /*
547                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
548                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
549                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock_write() recursion.
550                  */
551                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
552                 __put_anon_vma(anon_vma);
553                 anon_vma = NULL;
554         }
555
556         return anon_vma;
557
558 out:
559         rcu_read_unlock();
560         return anon_vma;
561 }
562
563 void page_unlock_anon_vma_read(struct anon_vma *anon_vma)
564 {
565         anon_vma_unlock_read(anon_vma);
566 }
567
568 /*
569  * At what user virtual address is page expected in @vma?
570  */
571 static inline unsigned long
572 __vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
573 {
574         pgoff_t pgoff = page_to_pgoff(page);
575         return vma->vm_start + ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
576 }
577
578 inline unsigned long
579 vma_address(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
580 {
581         unsigned long address = __vma_address(page, vma);
582
583         /* page should be within @vma mapping range */
584         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
585
586         return address;
587 }
588
589 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
590 /*
591  * Flush TLB entries for recently unmapped pages from remote CPUs. It is
592  * important if a PTE was dirty when it was unmapped that it's flushed
593  * before any IO is initiated on the page to prevent lost writes. Similarly,
594  * it must be flushed before freeing to prevent data leakage.
595  */
596 void try_to_unmap_flush(void)
597 {
598         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
599         int cpu;
600
601         if (!tlb_ubc->flush_required)
602                 return;
603
604         cpu = get_cpu();
605
606         if (cpumask_test_cpu(cpu, &tlb_ubc->cpumask)) {
607                 count_vm_tlb_event(NR_TLB_LOCAL_FLUSH_ALL);
608                 local_flush_tlb();
609                 trace_tlb_flush(TLB_LOCAL_SHOOTDOWN, TLB_FLUSH_ALL);
610         }
611
612         if (cpumask_any_but(&tlb_ubc->cpumask, cpu) < nr_cpu_ids)
613                 flush_tlb_others(&tlb_ubc->cpumask, NULL, 0, TLB_FLUSH_ALL);
614         cpumask_clear(&tlb_ubc->cpumask);
615         tlb_ubc->flush_required = false;
616         tlb_ubc->writable = false;
617         put_cpu();
618 }
619
620 /* Flush iff there are potentially writable TLB entries that can race with IO */
621 void try_to_unmap_flush_dirty(void)
622 {
623         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
624
625         if (tlb_ubc->writable)
626                 try_to_unmap_flush();
627 }
628
629 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm,
630                 struct page *page, bool writable)
631 {
632         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
633
634         cpumask_or(&tlb_ubc->cpumask, &tlb_ubc->cpumask, mm_cpumask(mm));
635         tlb_ubc->flush_required = true;
636
637         /*
638          * Ensure compiler does not re-order the setting of tlb_flush_batched
639          * before the PTE is cleared.
640          */
641         barrier();
642         mm->tlb_flush_batched = true;
643
644         /*
645          * If the PTE was dirty then it's best to assume it's writable. The
646          * caller must use try_to_unmap_flush_dirty() or try_to_unmap_flush()
647          * before the page is queued for IO.
648          */
649         if (writable)
650                 tlb_ubc->writable = true;
651 }
652
653 /*
654  * Returns true if the TLB flush should be deferred to the end of a batch of
655  * unmap operations to reduce IPIs.
656  */
657 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
658 {
659         bool should_defer = false;
660
661         if (!(flags & TTU_BATCH_FLUSH))
662                 return false;
663
664         /* If remote CPUs need to be flushed then defer batch the flush */
665         if (cpumask_any_but(mm_cpumask(mm), get_cpu()) < nr_cpu_ids)
666                 should_defer = true;
667         put_cpu();
668
669         return should_defer;
670 }
671
672 /*
673  * Reclaim unmaps pages under the PTL but do not flush the TLB prior to
674  * releasing the PTL if TLB flushes are batched. It's possible for a parallel
675  * operation such as mprotect or munmap to race between reclaim unmapping
676  * the page and flushing the page. If this race occurs, it potentially allows
677  * access to data via a stale TLB entry. Tracking all mm's that have TLB
678  * batching in flight would be expensive during reclaim so instead track
679  * whether TLB batching occurred in the past and if so then do a flush here
680  * if required. This will cost one additional flush per reclaim cycle paid
681  * by the first operation at risk such as mprotect and mumap.
682  *
683  * This must be called under the PTL so that an access to tlb_flush_batched
684  * that is potentially a "reclaim vs mprotect/munmap/etc" race will synchronise
685  * via the PTL.
686  */
687 void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
688 {
689         if (mm->tlb_flush_batched) {
690                 flush_tlb_mm(mm);
691
692                 /*
693                  * Do not allow the compiler to re-order the clearing of
694                  * tlb_flush_batched before the tlb is flushed.
695                  */
696                 barrier();
697                 mm->tlb_flush_batched = false;
698         }
699 }
700 #else
701 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm,
702                 struct page *page, bool writable)
703 {
704 }
705
706 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
707 {
708         return false;
709 }
710 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
711
712 /*
713  * At what user virtual address is page expected in vma?
714  * Caller should check the page is actually part of the vma.
715  */
716 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
717 {
718         unsigned long address;
719         if (PageAnon(page)) {
720                 struct anon_vma *page__anon_vma = page_anon_vma(page);
721                 /*
722                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
723                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
724                  */
725                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
726                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
727                         return -EFAULT;
728         } else if (page->mapping) {
729                 if (!vma->vm_file || vma->vm_file->f_mapping != page->mapping)
730                         return -EFAULT;
731         } else
732                 return -EFAULT;
733         address = __vma_address(page, vma);
734         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end))
735                 return -EFAULT;
736         return address;
737 }
738
739 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
740 {
741         pgd_t *pgd;
742         pud_t *pud;
743         pmd_t *pmd = NULL;
744         pmd_t pmde;
745
746         pgd = pgd_offset(mm, address);
747         if (!pgd_present(*pgd))
748                 goto out;
749
750         pud = pud_offset(pgd, address);
751         if (!pud_present(*pud))
752                 goto out;
753
754         pmd = pmd_offset(pud, address);
755         /*
756          * Some THP functions use the sequence pmdp_huge_clear_flush(), set_pmd_at()
757          * without holding anon_vma lock for write.  So when looking for a
758          * genuine pmde (in which to find pte), test present and !THP together.
759          */
760         pmde = *pmd;
761         barrier();
762         if (!pmd_present(pmde) || pmd_trans_huge(pmde))
763                 pmd = NULL;
764 out:
765         return pmd;
766 }
767
768 /*
769  * Check that @page is mapped at @address into @mm.
770  *
771  * If @sync is false, page_check_address may perform a racy check to avoid
772  * the page table lock when the pte is not present (helpful when reclaiming
773  * highly shared pages).
774  *
775  * On success returns with pte mapped and locked.
776  */
777 pte_t *__page_check_address(struct page *page, struct mm_struct *mm,
778                           unsigned long address, spinlock_t **ptlp, int sync)
779 {
780         pmd_t *pmd;
781         pte_t *pte;
782         spinlock_t *ptl;
783
784         if (unlikely(PageHuge(page))) {
785                 /* when pud is not present, pte will be NULL */
786                 pte = huge_pte_offset(mm, address);
787                 if (!pte)
788                         return NULL;
789
790                 ptl = huge_pte_lockptr(page_hstate(page), mm, pte);
791                 goto check;
792         }
793
794         pmd = mm_find_pmd(mm, address);
795         if (!pmd)
796                 return NULL;
797
798         pte = pte_offset_map(pmd, address);
799         /* Make a quick check before getting the lock */
800         if (!sync && !pte_present(*pte)) {
801                 pte_unmap(pte);
802                 return NULL;
803         }
804
805         ptl = pte_lockptr(mm, pmd);
806 check:
807         spin_lock(ptl);
808         if (pte_present(*pte) && page_to_pfn(page) == pte_pfn(*pte)) {
809                 *ptlp = ptl;
810                 return pte;
811         }
812         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
813         return NULL;
814 }
815
816 /**
817  * page_mapped_in_vma - check whether a page is really mapped in a VMA
818  * @page: the page to test
819  * @vma: the VMA to test
820  *
821  * Returns 1 if the page is mapped into the page tables of the VMA, 0
822  * if the page is not mapped into the page tables of this VMA.  Only
823  * valid for normal file or anonymous VMAs.
824  */
825 int page_mapped_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
826 {
827         unsigned long address;
828         pte_t *pte;
829         spinlock_t *ptl;
830
831         address = __vma_address(page, vma);
832         if (unlikely(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end))
833                 return 0;
834         pte = page_check_address(page, vma->vm_mm, address, &ptl, 1);
835         if (!pte)                       /* the page is not in this mm */
836                 return 0;
837         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
838
839         return 1;
840 }
841
842 struct page_referenced_arg {
843         int mapcount;
844         int referenced;
845         unsigned long vm_flags;
846         struct mem_cgroup *memcg;
847 };
848 /*
849  * arg: page_referenced_arg will be passed
850  */
851 static int page_referenced_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
852                         unsigned long address, void *arg)
853 {
854         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
855         spinlock_t *ptl;
856         int referenced = 0;
857         struct page_referenced_arg *pra = arg;
858
859         if (unlikely(PageTransHuge(page))) {
860                 pmd_t *pmd;
861
862                 /*
863                  * rmap might return false positives; we must filter
864                  * these out using page_check_address_pmd().
865                  */
866                 pmd = page_check_address_pmd(page, mm, address,
867                                              PAGE_CHECK_ADDRESS_PMD_FLAG, &ptl);
868                 if (!pmd)
869                         return SWAP_AGAIN;
870
871                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
872                         spin_unlock(ptl);
873                         pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
874                         return SWAP_FAIL; /* To break the loop */
875                 }
876
877                 /* go ahead even if the pmd is pmd_trans_splitting() */
878                 if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address, pmd))
879                         referenced++;
880                 spin_unlock(ptl);
881         } else {
882                 pte_t *pte;
883
884                 /*
885                  * rmap might return false positives; we must filter
886                  * these out using page_check_address().
887                  */
888                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
889                 if (!pte)
890                         return SWAP_AGAIN;
891
892                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
893                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
894                         pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
895                         return SWAP_FAIL; /* To break the loop */
896                 }
897
898                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
899                         /*
900                          * Don't treat a reference through a sequentially read
901                          * mapping as such.  If the page has been used in
902                          * another mapping, we will catch it; if this other
903                          * mapping is already gone, the unmap path will have
904                          * set PG_referenced or activated the page.
905                          */
906                         if (likely(!(vma->vm_flags & VM_SEQ_READ)))
907                                 referenced++;
908                 }
909                 pte_unmap_unlock(pte, ptl);
910         }
911
912         if (referenced)
913                 clear_page_idle(page);
914         if (test_and_clear_page_young(page))
915                 referenced++;
916
917         if (referenced) {
918                 pra->referenced++;
919                 pra->vm_flags |= vma->vm_flags;
920         }
921
922         pra->mapcount--;
923         if (!pra->mapcount)
924                 return SWAP_SUCCESS; /* To break the loop */
925
926         return SWAP_AGAIN;
927 }
928
929 static bool invalid_page_referenced_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
930 {
931         struct page_referenced_arg *pra = arg;
932         struct mem_cgroup *memcg = pra->memcg;
933
934         if (!mm_match_cgroup(vma->vm_mm, memcg))
935                 return true;
936
937         return false;
938 }
939
940 /**
941  * page_referenced - test if the page was referenced
942  * @page: the page to test
943  * @is_locked: caller holds lock on the page
944  * @memcg: target memory cgroup
945  * @vm_flags: collect encountered vma->vm_flags who actually referenced the page
946  *
947  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings to a page,
948  * returns the number of ptes which referenced the page.
949  */
950 int page_referenced(struct page *page,
951                     int is_locked,
952                     struct mem_cgroup *memcg,
953                     unsigned long *vm_flags)
954 {
955         int ret;
956         int we_locked = 0;
957         struct page_referenced_arg pra = {
958                 .mapcount = page_mapcount(page),
959                 .memcg = memcg,
960         };
961         struct rmap_walk_control rwc = {
962                 .rmap_one = page_referenced_one,
963                 .arg = (void *)&pra,
964                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
965         };
966
967         *vm_flags = 0;
968         if (!page_mapped(page))
969                 return 0;
970
971         if (!page_rmapping(page))
972                 return 0;
973
974         if (!is_locked && (!PageAnon(page) || PageKsm(page))) {
975                 we_locked = trylock_page(page);
976                 if (!we_locked)
977                         return 1;
978         }
979
980         /*
981          * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip
982          * counting on behalf of references from different
983          * cgroups
984          */
985         if (memcg) {
986                 rwc.invalid_vma = invalid_page_referenced_vma;
987         }
988
989         ret = rmap_walk(page, &rwc);
990         *vm_flags = pra.vm_flags;
991
992         if (we_locked)
993                 unlock_page(page);
994
995         return pra.referenced;
996 }
997
998 static int page_mkclean_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
999                             unsigned long address, void *arg)
1000 {
1001         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1002         pte_t *pte;
1003         spinlock_t *ptl;
1004         int ret = 0;
1005         int *cleaned = arg;
1006
1007         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 1);
1008         if (!pte)
1009                 goto out;
1010
1011         if (pte_dirty(*pte) || pte_write(*pte)) {
1012                 pte_t entry;
1013
1014                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
1015                 entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
1016                 entry = pte_wrprotect(entry);
1017                 entry = pte_mkclean(entry);
1018                 set_pte_at(mm, address, pte, entry);
1019                 ret = 1;
1020         }
1021
1022         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1023
1024         if (ret) {
1025                 mmu_notifier_invalidate_page(mm, address);
1026                 (*cleaned)++;
1027         }
1028 out:
1029         return SWAP_AGAIN;
1030 }
1031
1032 static bool invalid_mkclean_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1033 {
1034         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
1035                 return false;
1036
1037         return true;
1038 }
1039
1040 int page_mkclean(struct page *page)
1041 {
1042         int cleaned = 0;
1043         struct address_space *mapping;
1044         struct rmap_walk_control rwc = {
1045                 .arg = (void *)&cleaned,
1046                 .rmap_one = page_mkclean_one,
1047                 .invalid_vma = invalid_mkclean_vma,
1048         };
1049
1050         BUG_ON(!PageLocked(page));
1051
1052         if (!page_mapped(page))
1053                 return 0;
1054
1055         mapping = page_mapping(page);
1056         if (!mapping)
1057                 return 0;
1058
1059         rmap_walk(page, &rwc);
1060
1061         return cleaned;
1062 }
1063 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_mkclean);
1064
1065 /**
1066  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
1067  * @page:       the page to move to our anon_vma
1068  * @vma:        the vma the page belongs to
1069  * @address:    the user virtual address mapped
1070  *
1071  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
1072  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
1073  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
1074  * processes.
1075  */
1076 void page_move_anon_rmap(struct page *page,
1077         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1078 {
1079         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1080
1081         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1082         VM_BUG_ON_VMA(!anon_vma, vma);
1083         VM_BUG_ON_PAGE(page->index != linear_page_index(vma, address), page);
1084
1085         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1086         /*
1087          * Ensure that anon_vma and the PAGE_MAPPING_ANON bit are written
1088          * simultaneously, so a concurrent reader (eg page_referenced()'s
1089          * PageAnon()) will not see one without the other.
1090          */
1091         WRITE_ONCE(page->mapping, (struct address_space *) anon_vma);
1092 }
1093
1094 /**
1095  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
1096  * @page:       Page to add to rmap     
1097  * @vma:        VM area to add page to.
1098  * @address:    User virtual address of the mapping     
1099  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
1100  */
1101 static void __page_set_anon_rmap(struct page *page,
1102         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1103 {
1104         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1105
1106         BUG_ON(!anon_vma);
1107
1108         if (PageAnon(page))
1109                 return;
1110
1111         /*
1112          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
1113          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
1114          * page mapping!
1115          */
1116         if (!exclusive)
1117                 anon_vma = anon_vma->root;
1118
1119         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1120         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1121         page->index = linear_page_index(vma, address);
1122 }
1123
1124 /**
1125  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
1126  * @page:       the page to add the mapping to
1127  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1128  * @address:    the user virtual address mapped
1129  */
1130 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
1131         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1132 {
1133 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1134         /*
1135          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1136          * be set up correctly at this point.
1137          *
1138          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1139          * always holds the page locked, except if called from page_dup_rmap,
1140          * in which case the page is already known to be setup.
1141          *
1142          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1143          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1144          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1145          */
1146         BUG_ON(page_anon_vma(page)->root != vma->anon_vma->root);
1147         BUG_ON(page->index != linear_page_index(vma, address));
1148 #endif
1149 }
1150
1151 /**
1152  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1153  * @page:       the page to add the mapping to
1154  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1155  * @address:    the user virtual address mapped
1156  *
1157  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1158  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1159  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1160  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1161  */
1162 void page_add_anon_rmap(struct page *page,
1163         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1164 {
1165         do_page_add_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Special version of the above for do_swap_page, which often runs
1170  * into pages that are exclusively owned by the current process.
1171  * Everybody else should continue to use page_add_anon_rmap above.
1172  */
1173 void do_page_add_anon_rmap(struct page *page,
1174         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1175 {
1176         int first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1177         if (first) {
1178                 /*
1179                  * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1180                  * these counters are not modified in interrupt context, and
1181                  * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption
1182                  * disabled.
1183                  */
1184                 if (PageTransHuge(page))
1185                         __inc_zone_page_state(page,
1186                                               NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1187                 __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ANON_PAGES,
1188                                 hpage_nr_pages(page));
1189         }
1190         if (unlikely(PageKsm(page)))
1191                 return;
1192
1193         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1194         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1195         if (first)
1196                 __page_set_anon_rmap(page, vma, address, exclusive);
1197         else
1198                 __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1199 }
1200
1201 /**
1202  * page_add_new_anon_rmap - add pte mapping to a new anonymous page
1203  * @page:       the page to add the mapping to
1204  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1205  * @address:    the user virtual address mapped
1206  *
1207  * Same as page_add_anon_rmap but must only be called on *new* pages.
1208  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1209  * Page does not have to be locked.
1210  */
1211 void page_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1212         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1213 {
1214         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
1215         SetPageSwapBacked(page);
1216         atomic_set(&page->_mapcount, 0); /* increment count (starts at -1) */
1217         if (PageTransHuge(page))
1218                 __inc_zone_page_state(page, NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1219         __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ANON_PAGES,
1220                         hpage_nr_pages(page));
1221         __page_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1222 }
1223
1224 /**
1225  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1226  * @page: the page to add the mapping to
1227  *
1228  * The caller needs to hold the pte lock.
1229  */
1230 void page_add_file_rmap(struct page *page)
1231 {
1232         struct mem_cgroup *memcg;
1233
1234         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1235         if (atomic_inc_and_test(&page->_mapcount)) {
1236                 __inc_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1237                 mem_cgroup_inc_page_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
1238         }
1239         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1240 }
1241
1242 static void page_remove_file_rmap(struct page *page)
1243 {
1244         struct mem_cgroup *memcg;
1245
1246         memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1247
1248         /* page still mapped by someone else? */
1249         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1250                 goto out;
1251
1252         /* Hugepages are not counted in NR_FILE_MAPPED for now. */
1253         if (unlikely(PageHuge(page)))
1254                 goto out;
1255
1256         /*
1257          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1258          * these counters are not modified in interrupt context, and
1259          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1260          */
1261         __dec_zone_page_state(page, NR_FILE_MAPPED);
1262         mem_cgroup_dec_page_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
1263
1264         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1265                 clear_page_mlock(page);
1266 out:
1267         mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1268 }
1269
1270 /**
1271  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1272  * @page: page to remove mapping from
1273  *
1274  * The caller needs to hold the pte lock.
1275  */
1276 void page_remove_rmap(struct page *page)
1277 {
1278         if (!PageAnon(page)) {
1279                 page_remove_file_rmap(page);
1280                 return;
1281         }
1282
1283         /* page still mapped by someone else? */
1284         if (!atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount))
1285                 return;
1286
1287         /* Hugepages are not counted in NR_ANON_PAGES for now. */
1288         if (unlikely(PageHuge(page)))
1289                 return;
1290
1291         /*
1292          * We use the irq-unsafe __{inc|mod}_zone_page_stat because
1293          * these counters are not modified in interrupt context, and
1294          * pte lock(a spinlock) is held, which implies preemption disabled.
1295          */
1296         if (PageTransHuge(page))
1297                 __dec_zone_page_state(page, NR_ANON_TRANSPARENT_HUGEPAGES);
1298
1299         __mod_zone_page_state(page_zone(page), NR_ANON_PAGES,
1300                               -hpage_nr_pages(page));
1301
1302         if (unlikely(PageMlocked(page)))
1303                 clear_page_mlock(page);
1304
1305         /*
1306          * It would be tidy to reset the PageAnon mapping here,
1307          * but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1308          * which increments mapcount after us but sets mapping
1309          * before us: so leave the reset to free_hot_cold_page,
1310          * and remember that it's only reliable while mapped.
1311          * Leaving it set also helps swapoff to reinstate ptes
1312          * faster for those pages still in swapcache.
1313          */
1314 }
1315
1316 /*
1317  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument
1318  */
1319 static int try_to_unmap_one(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1320                      unsigned long address, void *arg)
1321 {
1322         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1323         pte_t *pte;
1324         pte_t pteval;
1325         spinlock_t *ptl;
1326         int ret = SWAP_AGAIN;
1327         unsigned long sh_address;
1328         bool pmd_sharing_possible = false;
1329         unsigned long spmd_start, spmd_end;
1330         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)arg;
1331
1332         /* munlock has nothing to gain from examining un-locked vmas */
1333         if ((flags & TTU_MUNLOCK) && !(vma->vm_flags & VM_LOCKED))
1334                 goto out;
1335
1336         /*
1337          * Only use the range_start/end mmu notifiers if huge pmd sharing
1338          * is possible.  In the normal case, mmu_notifier_invalidate_page
1339          * is sufficient as we only unmap a page.  However, if we unshare
1340          * a pmd, we will unmap a PUD_SIZE range.
1341          */
1342         if (PageHuge(page)) {
1343                 spmd_start = address;
1344                 spmd_end = spmd_start + vma_mmu_pagesize(vma);
1345
1346                 /*
1347                  * Check if pmd sharing is possible.  If possible, we could
1348                  * unmap a PUD_SIZE range.  spmd_start/spmd_end will be
1349                  * modified if sharing is possible.
1350                  */
1351                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &spmd_start,
1352                                                                 &spmd_end);
1353                 if (spmd_end - spmd_start != vma_mmu_pagesize(vma)) {
1354                         sh_address = address;
1355
1356                         pmd_sharing_possible = true;
1357                         mmu_notifier_invalidate_range_start(vma->vm_mm,
1358                                                         spmd_start, spmd_end);
1359                 }
1360         }
1361
1362         pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl, 0);
1363         if (!pte)
1364                 goto out;
1365
1366         /*
1367          * If the page is mlock()d, we cannot swap it out.
1368          * If it's recently referenced (perhaps page_referenced
1369          * skipped over this mm) then we should reactivate it.
1370          */
1371         if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK)) {
1372                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED) {
1373                         /* Holding pte lock, we do *not* need mmap_sem here */
1374                         mlock_vma_page(page);
1375                         ret = SWAP_MLOCK;
1376                         goto out_unmap;
1377                 }
1378                 if (flags & TTU_MUNLOCK)
1379                         goto out_unmap;
1380         }
1381         if (!(flags & TTU_IGNORE_ACCESS)) {
1382                 if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address, pte)) {
1383                         ret = SWAP_FAIL;
1384                         goto out_unmap;
1385                 }
1386         }
1387
1388         /*
1389          * Call huge_pmd_unshare to potentially unshare a huge pmd.  Pass
1390          * sh_address as it will be modified if unsharing is successful.
1391          */
1392         if (PageHuge(page) && huge_pmd_unshare(mm, &sh_address, pte)) {
1393                 /*
1394                  * huge_pmd_unshare unmapped an entire PMD page.  There is
1395                  * no way of knowing exactly which PMDs may be cached for
1396                  * this mm, so flush them all.  spmd_start/spmd_end cover
1397                  * this PUD_SIZE range.
1398                  */
1399                 flush_cache_range(vma, spmd_start, spmd_end);
1400                 flush_tlb_range(vma, spmd_start, spmd_end);
1401
1402                 /*
1403                  * The ref count of the PMD page was dropped which is part
1404                  * of the way map counting is done for shared PMDs.  When
1405                  * there is no other sharing, huge_pmd_unshare returns false
1406                  * and we will unmap the actual page and drop map count
1407                  * to zero.
1408                  */
1409                 goto out_unmap;
1410         }
1411
1412         /* Nuke the page table entry. */
1413         flush_cache_page(vma, address, page_to_pfn(page));
1414         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1415                 /*
1416                  * We clear the PTE but do not flush so potentially a remote
1417                  * CPU could still be writing to the page. If the entry was
1418                  * previously clean then the architecture must guarantee that
1419                  * a clear->dirty transition on a cached TLB entry is written
1420                  * through and traps if the PTE is unmapped.
1421                  */
1422                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pte);
1423
1424                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, page, pte_dirty(pteval));
1425         } else {
1426                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
1427         }
1428
1429         /* Move the dirty bit to the physical page now the pte is gone. */
1430         if (pte_dirty(pteval))
1431                 set_page_dirty(page);
1432
1433         /* Update high watermark before we lower rss */
1434         update_hiwater_rss(mm);
1435
1436         if (PageHWPoison(page) && !(flags & TTU_IGNORE_HWPOISON)) {
1437                 if (PageHuge(page)) {
1438                         hugetlb_count_sub(1 << compound_order(page), mm);
1439                 } else {
1440                         if (PageAnon(page))
1441                                 dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1442                         else
1443                                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1444                 }
1445                 set_pte_at(mm, address, pte,
1446                            swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(page)));
1447         } else if (pte_unused(pteval)) {
1448                 /*
1449                  * The guest indicated that the page content is of no
1450                  * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
1451                  * will take care of the rest.
1452                  */
1453                 if (PageAnon(page))
1454                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1455                 else
1456                         dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1457         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION) && (flags & TTU_MIGRATION)) {
1458                 swp_entry_t entry;
1459                 pte_t swp_pte;
1460                 /*
1461                  * Store the pfn of the page in a special migration
1462                  * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1463                  * pte is removed and then restart fault handling.
1464                  */
1465                 entry = make_migration_entry(page, pte_write(pteval));
1466                 swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1467                 if (pte_soft_dirty(pteval))
1468                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1469                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_pte);
1470         } else if (PageAnon(page)) {
1471                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
1472                 pte_t swp_pte;
1473                 /*
1474                  * Store the swap location in the pte.
1475                  * See handle_pte_fault() ...
1476                  */
1477                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageSwapCache(page), page);
1478                 if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1479                         set_pte_at(mm, address, pte, pteval);
1480                         ret = SWAP_FAIL;
1481                         goto out_unmap;
1482                 }
1483                 if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1484                         spin_lock(&mmlist_lock);
1485                         if (list_empty(&mm->mmlist))
1486                                 list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1487                         spin_unlock(&mmlist_lock);
1488                 }
1489                 dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1490                 inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1491                 swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1492                 if (pte_soft_dirty(pteval))
1493                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1494                 set_pte_at(mm, address, pte, swp_pte);
1495         } else
1496                 dec_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
1497
1498         page_remove_rmap(page);
1499         page_cache_release(page);
1500
1501 out_unmap:
1502         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
1503         if (ret != SWAP_FAIL && ret != SWAP_MLOCK && !(flags & TTU_MUNLOCK))
1504                 mmu_notifier_invalidate_page(mm, address);
1505 out:
1506         if (pmd_sharing_possible)
1507                 mmu_notifier_invalidate_range_end(vma->vm_mm,
1508                                                         spmd_start, spmd_end);
1509         return ret;
1510 }
1511
1512 bool is_vma_temporary_stack(struct vm_area_struct *vma)
1513 {
1514         int maybe_stack = vma->vm_flags & (VM_GROWSDOWN | VM_GROWSUP);
1515
1516         if (!maybe_stack)
1517                 return false;
1518
1519         if ((vma->vm_flags & VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP) ==
1520                                                 VM_STACK_INCOMPLETE_SETUP)
1521                 return true;
1522
1523         return false;
1524 }
1525
1526 static bool invalid_migration_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1527 {
1528         return is_vma_temporary_stack(vma);
1529 }
1530
1531 static int page_not_mapped(struct page *page)
1532 {
1533         return !page_mapped(page);
1534 };
1535
1536 /**
1537  * try_to_unmap - try to remove all page table mappings to a page
1538  * @page: the page to get unmapped
1539  * @flags: action and flags
1540  *
1541  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1542  * page, used in the pageout path.  Caller must hold the page lock.
1543  * Return values are:
1544  *
1545  * SWAP_SUCCESS - we succeeded in removing all mappings
1546  * SWAP_AGAIN   - we missed a mapping, try again later
1547  * SWAP_FAIL    - the page is unswappable
1548  * SWAP_MLOCK   - page is mlocked.
1549  */
1550 int try_to_unmap(struct page *page, enum ttu_flags flags)
1551 {
1552         int ret;
1553         struct rmap_walk_control rwc = {
1554                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1555                 .arg = (void *)flags,
1556                 .done = page_not_mapped,
1557                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1558         };
1559
1560         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHuge(page) && PageTransHuge(page), page);
1561
1562         /*
1563          * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
1564          * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
1565          * page tables leading to a race where migration cannot
1566          * find the migration ptes. Rather than increasing the
1567          * locking requirements of exec(), migration skips
1568          * temporary VMAs until after exec() completes.
1569          */
1570         if ((flags & TTU_MIGRATION) && !PageKsm(page) && PageAnon(page))
1571                 rwc.invalid_vma = invalid_migration_vma;
1572
1573         ret = rmap_walk(page, &rwc);
1574
1575         if (ret != SWAP_MLOCK && !page_mapped(page))
1576                 ret = SWAP_SUCCESS;
1577         return ret;
1578 }
1579
1580 /**
1581  * try_to_munlock - try to munlock a page
1582  * @page: the page to be munlocked
1583  *
1584  * Called from munlock code.  Checks all of the VMAs mapping the page
1585  * to make sure nobody else has this page mlocked. The page will be
1586  * returned with PG_mlocked cleared if no other vmas have it mlocked.
1587  *
1588  * Return values are:
1589  *
1590  * SWAP_AGAIN   - no vma is holding page mlocked, or,
1591  * SWAP_AGAIN   - page mapped in mlocked vma -- couldn't acquire mmap sem
1592  * SWAP_FAIL    - page cannot be located at present
1593  * SWAP_MLOCK   - page is now mlocked.
1594  */
1595 int try_to_munlock(struct page *page)
1596 {
1597         int ret;
1598         struct rmap_walk_control rwc = {
1599                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1600                 .arg = (void *)TTU_MUNLOCK,
1601                 .done = page_not_mapped,
1602                 .anon_lock = page_lock_anon_vma_read,
1603
1604         };
1605
1606         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page) || PageLRU(page), page);
1607
1608         ret = rmap_walk(page, &rwc);
1609         return ret;
1610 }
1611
1612 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
1613 {
1614         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
1615
1616         anon_vma_free(anon_vma);
1617         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
1618                 anon_vma_free(root);
1619 }
1620
1621 static struct anon_vma *rmap_walk_anon_lock(struct page *page,
1622                                         struct rmap_walk_control *rwc)
1623 {
1624         struct anon_vma *anon_vma;
1625
1626         if (rwc->anon_lock)
1627                 return rwc->anon_lock(page);
1628
1629         /*
1630          * Note: remove_migration_ptes() cannot use page_lock_anon_vma_read()
1631          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
1632          * are holding mmap_sem. Users without mmap_sem are required to
1633          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
1634          */
1635         anon_vma = page_anon_vma(page);
1636         if (!anon_vma)
1637                 return NULL;
1638
1639         anon_vma_lock_read(anon_vma);
1640         return anon_vma;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * rmap_walk_anon - do something to anonymous page using the object-based
1645  * rmap method
1646  * @page: the page to be handled
1647  * @rwc: control variable according to each walk type
1648  *
1649  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1650  * contained in the anon_vma struct it points to.
1651  *
1652  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1653  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1654  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1655  * LOCKED.
1656  */
1657 static int rmap_walk_anon(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1658 {
1659         struct anon_vma *anon_vma;
1660         pgoff_t pgoff;
1661         struct anon_vma_chain *avc;
1662         int ret = SWAP_AGAIN;
1663
1664         anon_vma = rmap_walk_anon_lock(page, rwc);
1665         if (!anon_vma)
1666                 return ret;
1667
1668         pgoff = page_to_pgoff(page);
1669         anon_vma_interval_tree_foreach(avc, &anon_vma->rb_root, pgoff, pgoff) {
1670                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
1671                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1672
1673                 cond_resched();
1674
1675                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
1676                         continue;
1677
1678                 ret = rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg);
1679                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1680                         break;
1681                 if (rwc->done && rwc->done(page))
1682                         break;
1683         }
1684         anon_vma_unlock_read(anon_vma);
1685         return ret;
1686 }
1687
1688 /*
1689  * rmap_walk_file - do something to file page using the object-based rmap method
1690  * @page: the page to be handled
1691  * @rwc: control variable according to each walk type
1692  *
1693  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
1694  * contained in the address_space struct it points to.
1695  *
1696  * When called from try_to_munlock(), the mmap_sem of the mm containing the vma
1697  * where the page was found will be held for write.  So, we won't recheck
1698  * vm_flags for that VMA.  That should be OK, because that vma shouldn't be
1699  * LOCKED.
1700  */
1701 static int rmap_walk_file(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1702 {
1703         struct address_space *mapping = page->mapping;
1704         pgoff_t pgoff;
1705         struct vm_area_struct *vma;
1706         int ret = SWAP_AGAIN;
1707
1708         /*
1709          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
1710          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
1711          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
1712          * so we can safely take mapping->i_mmap_rwsem.
1713          */
1714         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
1715
1716         if (!mapping)
1717                 return ret;
1718
1719         pgoff = page_to_pgoff(page);
1720         i_mmap_lock_read(mapping);
1721         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
1722                 unsigned long address = vma_address(page, vma);
1723
1724                 cond_resched();
1725
1726                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
1727                         continue;
1728
1729                 ret = rwc->rmap_one(page, vma, address, rwc->arg);
1730                 if (ret != SWAP_AGAIN)
1731                         goto done;
1732                 if (rwc->done && rwc->done(page))
1733                         goto done;
1734         }
1735
1736 done:
1737         i_mmap_unlock_read(mapping);
1738         return ret;
1739 }
1740
1741 int rmap_walk(struct page *page, struct rmap_walk_control *rwc)
1742 {
1743         if (unlikely(PageKsm(page)))
1744                 return rmap_walk_ksm(page, rwc);
1745         else if (PageAnon(page))
1746                 return rmap_walk_anon(page, rwc);
1747         else
1748                 return rmap_walk_file(page, rwc);
1749 }
1750
1751 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1752 /*
1753  * The following three functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
1754  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
1755  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
1756  */
1757 static void __hugepage_set_anon_rmap(struct page *page,
1758         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1759 {
1760         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1761
1762         BUG_ON(!anon_vma);
1763
1764         if (PageAnon(page))
1765                 return;
1766         if (!exclusive)
1767                 anon_vma = anon_vma->root;
1768
1769         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1770         page->mapping = (struct address_space *) anon_vma;
1771         page->index = linear_page_index(vma, address);
1772 }
1773
1774 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page,
1775                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1776 {
1777         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1778         int first;
1779
1780         BUG_ON(!PageLocked(page));
1781         BUG_ON(!anon_vma);
1782         /* address might be in next vma when migration races vma_adjust */
1783         first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1784         if (first)
1785                 __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 0);
1786 }
1787
1788 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct page *page,
1789                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1790 {
1791         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
1792         atomic_set(&page->_mapcount, 0);
1793         __hugepage_set_anon_rmap(page, vma, address, 1);
1794 }
1795 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */