Merge drm/drm-next into drm-misc-next
[linux-block.git] / mm / rmap.c
1 /*
2  * mm/rmap.c - physical to virtual reverse mappings
3  *
4  * Copyright 2001, Rik van Riel <riel@conectiva.com.br>
5  * Released under the General Public License (GPL).
6  *
7  * Simple, low overhead reverse mapping scheme.
8  * Please try to keep this thing as modular as possible.
9  *
10  * Provides methods for unmapping each kind of mapped page:
11  * the anon methods track anonymous pages, and
12  * the file methods track pages belonging to an inode.
13  *
14  * Original design by Rik van Riel <riel@conectiva.com.br> 2001
15  * File methods by Dave McCracken <dmccr@us.ibm.com> 2003, 2004
16  * Anonymous methods by Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> 2004
17  * Contributions by Hugh Dickins 2003, 2004
18  */
19
20 /*
21  * Lock ordering in mm:
22  *
23  * inode->i_rwsem       (while writing or truncating, not reading or faulting)
24  *   mm->mmap_lock
25  *     mapping->invalidate_lock (in filemap_fault)
26  *       page->flags PG_locked (lock_page)
27  *         hugetlbfs_i_mmap_rwsem_key (in huge_pmd_share, see hugetlbfs below)
28  *           vma_start_write
29  *             mapping->i_mmap_rwsem
30  *               anon_vma->rwsem
31  *                 mm->page_table_lock or pte_lock
32  *                   swap_lock (in swap_duplicate, swap_info_get)
33  *                     mmlist_lock (in mmput, drain_mmlist and others)
34  *                     mapping->private_lock (in block_dirty_folio)
35  *                       folio_lock_memcg move_lock (in block_dirty_folio)
36  *                         i_pages lock (widely used)
37  *                           lruvec->lru_lock (in folio_lruvec_lock_irq)
38  *                     inode->i_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
39  *                     bdi.wb->list_lock (in set_page_dirty's __mark_inode_dirty)
40  *                       sb_lock (within inode_lock in fs/fs-writeback.c)
41  *                       i_pages lock (widely used, in set_page_dirty,
42  *                                 in arch-dependent flush_dcache_mmap_lock,
43  *                                 within bdi.wb->list_lock in __sync_single_inode)
44  *
45  * anon_vma->rwsem,mapping->i_mmap_rwsem   (memory_failure, collect_procs_anon)
46  *   ->tasklist_lock
47  *     pte map lock
48  *
49  * hugetlbfs PageHuge() take locks in this order:
50  *   hugetlb_fault_mutex (hugetlbfs specific page fault mutex)
51  *     vma_lock (hugetlb specific lock for pmd_sharing)
52  *       mapping->i_mmap_rwsem (also used for hugetlb pmd sharing)
53  *         page->flags PG_locked (lock_page)
54  */
55
56 #include <linux/mm.h>
57 #include <linux/sched/mm.h>
58 #include <linux/sched/task.h>
59 #include <linux/pagemap.h>
60 #include <linux/swap.h>
61 #include <linux/swapops.h>
62 #include <linux/slab.h>
63 #include <linux/init.h>
64 #include <linux/ksm.h>
65 #include <linux/rmap.h>
66 #include <linux/rcupdate.h>
67 #include <linux/export.h>
68 #include <linux/memcontrol.h>
69 #include <linux/mmu_notifier.h>
70 #include <linux/migrate.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/huge_mm.h>
73 #include <linux/backing-dev.h>
74 #include <linux/page_idle.h>
75 #include <linux/memremap.h>
76 #include <linux/userfaultfd_k.h>
77 #include <linux/mm_inline.h>
78
79 #include <asm/tlbflush.h>
80
81 #define CREATE_TRACE_POINTS
82 #include <trace/events/tlb.h>
83 #include <trace/events/migrate.h>
84
85 #include "internal.h"
86
87 static struct kmem_cache *anon_vma_cachep;
88 static struct kmem_cache *anon_vma_chain_cachep;
89
90 static inline struct anon_vma *anon_vma_alloc(void)
91 {
92         struct anon_vma *anon_vma;
93
94         anon_vma = kmem_cache_alloc(anon_vma_cachep, GFP_KERNEL);
95         if (anon_vma) {
96                 atomic_set(&anon_vma->refcount, 1);
97                 anon_vma->num_children = 0;
98                 anon_vma->num_active_vmas = 0;
99                 anon_vma->parent = anon_vma;
100                 /*
101                  * Initialise the anon_vma root to point to itself. If called
102                  * from fork, the root will be reset to the parents anon_vma.
103                  */
104                 anon_vma->root = anon_vma;
105         }
106
107         return anon_vma;
108 }
109
110 static inline void anon_vma_free(struct anon_vma *anon_vma)
111 {
112         VM_BUG_ON(atomic_read(&anon_vma->refcount));
113
114         /*
115          * Synchronize against folio_lock_anon_vma_read() such that
116          * we can safely hold the lock without the anon_vma getting
117          * freed.
118          *
119          * Relies on the full mb implied by the atomic_dec_and_test() from
120          * put_anon_vma() against the acquire barrier implied by
121          * down_read_trylock() from folio_lock_anon_vma_read(). This orders:
122          *
123          * folio_lock_anon_vma_read()   VS      put_anon_vma()
124          *   down_read_trylock()                  atomic_dec_and_test()
125          *   LOCK                                 MB
126          *   atomic_read()                        rwsem_is_locked()
127          *
128          * LOCK should suffice since the actual taking of the lock must
129          * happen _before_ what follows.
130          */
131         might_sleep();
132         if (rwsem_is_locked(&anon_vma->root->rwsem)) {
133                 anon_vma_lock_write(anon_vma);
134                 anon_vma_unlock_write(anon_vma);
135         }
136
137         kmem_cache_free(anon_vma_cachep, anon_vma);
138 }
139
140 static inline struct anon_vma_chain *anon_vma_chain_alloc(gfp_t gfp)
141 {
142         return kmem_cache_alloc(anon_vma_chain_cachep, gfp);
143 }
144
145 static void anon_vma_chain_free(struct anon_vma_chain *anon_vma_chain)
146 {
147         kmem_cache_free(anon_vma_chain_cachep, anon_vma_chain);
148 }
149
150 static void anon_vma_chain_link(struct vm_area_struct *vma,
151                                 struct anon_vma_chain *avc,
152                                 struct anon_vma *anon_vma)
153 {
154         avc->vma = vma;
155         avc->anon_vma = anon_vma;
156         list_add(&avc->same_vma, &vma->anon_vma_chain);
157         anon_vma_interval_tree_insert(avc, &anon_vma->rb_root);
158 }
159
160 /**
161  * __anon_vma_prepare - attach an anon_vma to a memory region
162  * @vma: the memory region in question
163  *
164  * This makes sure the memory mapping described by 'vma' has
165  * an 'anon_vma' attached to it, so that we can associate the
166  * anonymous pages mapped into it with that anon_vma.
167  *
168  * The common case will be that we already have one, which
169  * is handled inline by anon_vma_prepare(). But if
170  * not we either need to find an adjacent mapping that we
171  * can re-use the anon_vma from (very common when the only
172  * reason for splitting a vma has been mprotect()), or we
173  * allocate a new one.
174  *
175  * Anon-vma allocations are very subtle, because we may have
176  * optimistically looked up an anon_vma in folio_lock_anon_vma_read()
177  * and that may actually touch the rwsem even in the newly
178  * allocated vma (it depends on RCU to make sure that the
179  * anon_vma isn't actually destroyed).
180  *
181  * As a result, we need to do proper anon_vma locking even
182  * for the new allocation. At the same time, we do not want
183  * to do any locking for the common case of already having
184  * an anon_vma.
185  *
186  * This must be called with the mmap_lock held for reading.
187  */
188 int __anon_vma_prepare(struct vm_area_struct *vma)
189 {
190         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
191         struct anon_vma *anon_vma, *allocated;
192         struct anon_vma_chain *avc;
193
194         might_sleep();
195
196         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
197         if (!avc)
198                 goto out_enomem;
199
200         anon_vma = find_mergeable_anon_vma(vma);
201         allocated = NULL;
202         if (!anon_vma) {
203                 anon_vma = anon_vma_alloc();
204                 if (unlikely(!anon_vma))
205                         goto out_enomem_free_avc;
206                 anon_vma->num_children++; /* self-parent link for new root */
207                 allocated = anon_vma;
208         }
209
210         anon_vma_lock_write(anon_vma);
211         /* page_table_lock to protect against threads */
212         spin_lock(&mm->page_table_lock);
213         if (likely(!vma->anon_vma)) {
214                 vma->anon_vma = anon_vma;
215                 anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
216                 anon_vma->num_active_vmas++;
217                 allocated = NULL;
218                 avc = NULL;
219         }
220         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
221         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
222
223         if (unlikely(allocated))
224                 put_anon_vma(allocated);
225         if (unlikely(avc))
226                 anon_vma_chain_free(avc);
227
228         return 0;
229
230  out_enomem_free_avc:
231         anon_vma_chain_free(avc);
232  out_enomem:
233         return -ENOMEM;
234 }
235
236 /*
237  * This is a useful helper function for locking the anon_vma root as
238  * we traverse the vma->anon_vma_chain, looping over anon_vma's that
239  * have the same vma.
240  *
241  * Such anon_vma's should have the same root, so you'd expect to see
242  * just a single mutex_lock for the whole traversal.
243  */
244 static inline struct anon_vma *lock_anon_vma_root(struct anon_vma *root, struct anon_vma *anon_vma)
245 {
246         struct anon_vma *new_root = anon_vma->root;
247         if (new_root != root) {
248                 if (WARN_ON_ONCE(root))
249                         up_write(&root->rwsem);
250                 root = new_root;
251                 down_write(&root->rwsem);
252         }
253         return root;
254 }
255
256 static inline void unlock_anon_vma_root(struct anon_vma *root)
257 {
258         if (root)
259                 up_write(&root->rwsem);
260 }
261
262 /*
263  * Attach the anon_vmas from src to dst.
264  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
265  *
266  * anon_vma_clone() is called by vma_expand(), vma_merge(), __split_vma(),
267  * copy_vma() and anon_vma_fork(). The first four want an exact copy of src,
268  * while the last one, anon_vma_fork(), may try to reuse an existing anon_vma to
269  * prevent endless growth of anon_vma. Since dst->anon_vma is set to NULL before
270  * call, we can identify this case by checking (!dst->anon_vma &&
271  * src->anon_vma).
272  *
273  * If (!dst->anon_vma && src->anon_vma) is true, this function tries to find
274  * and reuse existing anon_vma which has no vmas and only one child anon_vma.
275  * This prevents degradation of anon_vma hierarchy to endless linear chain in
276  * case of constantly forking task. On the other hand, an anon_vma with more
277  * than one child isn't reused even if there was no alive vma, thus rmap
278  * walker has a good chance of avoiding scanning the whole hierarchy when it
279  * searches where page is mapped.
280  */
281 int anon_vma_clone(struct vm_area_struct *dst, struct vm_area_struct *src)
282 {
283         struct anon_vma_chain *avc, *pavc;
284         struct anon_vma *root = NULL;
285
286         list_for_each_entry_reverse(pavc, &src->anon_vma_chain, same_vma) {
287                 struct anon_vma *anon_vma;
288
289                 avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
290                 if (unlikely(!avc)) {
291                         unlock_anon_vma_root(root);
292                         root = NULL;
293                         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
294                         if (!avc)
295                                 goto enomem_failure;
296                 }
297                 anon_vma = pavc->anon_vma;
298                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
299                 anon_vma_chain_link(dst, avc, anon_vma);
300
301                 /*
302                  * Reuse existing anon_vma if it has no vma and only one
303                  * anon_vma child.
304                  *
305                  * Root anon_vma is never reused:
306                  * it has self-parent reference and at least one child.
307                  */
308                 if (!dst->anon_vma && src->anon_vma &&
309                     anon_vma->num_children < 2 &&
310                     anon_vma->num_active_vmas == 0)
311                         dst->anon_vma = anon_vma;
312         }
313         if (dst->anon_vma)
314                 dst->anon_vma->num_active_vmas++;
315         unlock_anon_vma_root(root);
316         return 0;
317
318  enomem_failure:
319         /*
320          * dst->anon_vma is dropped here otherwise its num_active_vmas can
321          * be incorrectly decremented in unlink_anon_vmas().
322          * We can safely do this because callers of anon_vma_clone() don't care
323          * about dst->anon_vma if anon_vma_clone() failed.
324          */
325         dst->anon_vma = NULL;
326         unlink_anon_vmas(dst);
327         return -ENOMEM;
328 }
329
330 /*
331  * Attach vma to its own anon_vma, as well as to the anon_vmas that
332  * the corresponding VMA in the parent process is attached to.
333  * Returns 0 on success, non-zero on failure.
334  */
335 int anon_vma_fork(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *pvma)
336 {
337         struct anon_vma_chain *avc;
338         struct anon_vma *anon_vma;
339         int error;
340
341         /* Don't bother if the parent process has no anon_vma here. */
342         if (!pvma->anon_vma)
343                 return 0;
344
345         /* Drop inherited anon_vma, we'll reuse existing or allocate new. */
346         vma->anon_vma = NULL;
347
348         /*
349          * First, attach the new VMA to the parent VMA's anon_vmas,
350          * so rmap can find non-COWed pages in child processes.
351          */
352         error = anon_vma_clone(vma, pvma);
353         if (error)
354                 return error;
355
356         /* An existing anon_vma has been reused, all done then. */
357         if (vma->anon_vma)
358                 return 0;
359
360         /* Then add our own anon_vma. */
361         anon_vma = anon_vma_alloc();
362         if (!anon_vma)
363                 goto out_error;
364         anon_vma->num_active_vmas++;
365         avc = anon_vma_chain_alloc(GFP_KERNEL);
366         if (!avc)
367                 goto out_error_free_anon_vma;
368
369         /*
370          * The root anon_vma's rwsem is the lock actually used when we
371          * lock any of the anon_vmas in this anon_vma tree.
372          */
373         anon_vma->root = pvma->anon_vma->root;
374         anon_vma->parent = pvma->anon_vma;
375         /*
376          * With refcounts, an anon_vma can stay around longer than the
377          * process it belongs to. The root anon_vma needs to be pinned until
378          * this anon_vma is freed, because the lock lives in the root.
379          */
380         get_anon_vma(anon_vma->root);
381         /* Mark this anon_vma as the one where our new (COWed) pages go. */
382         vma->anon_vma = anon_vma;
383         anon_vma_lock_write(anon_vma);
384         anon_vma_chain_link(vma, avc, anon_vma);
385         anon_vma->parent->num_children++;
386         anon_vma_unlock_write(anon_vma);
387
388         return 0;
389
390  out_error_free_anon_vma:
391         put_anon_vma(anon_vma);
392  out_error:
393         unlink_anon_vmas(vma);
394         return -ENOMEM;
395 }
396
397 void unlink_anon_vmas(struct vm_area_struct *vma)
398 {
399         struct anon_vma_chain *avc, *next;
400         struct anon_vma *root = NULL;
401
402         /*
403          * Unlink each anon_vma chained to the VMA.  This list is ordered
404          * from newest to oldest, ensuring the root anon_vma gets freed last.
405          */
406         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
407                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
408
409                 root = lock_anon_vma_root(root, anon_vma);
410                 anon_vma_interval_tree_remove(avc, &anon_vma->rb_root);
411
412                 /*
413                  * Leave empty anon_vmas on the list - we'll need
414                  * to free them outside the lock.
415                  */
416                 if (RB_EMPTY_ROOT(&anon_vma->rb_root.rb_root)) {
417                         anon_vma->parent->num_children--;
418                         continue;
419                 }
420
421                 list_del(&avc->same_vma);
422                 anon_vma_chain_free(avc);
423         }
424         if (vma->anon_vma) {
425                 vma->anon_vma->num_active_vmas--;
426
427                 /*
428                  * vma would still be needed after unlink, and anon_vma will be prepared
429                  * when handle fault.
430                  */
431                 vma->anon_vma = NULL;
432         }
433         unlock_anon_vma_root(root);
434
435         /*
436          * Iterate the list once more, it now only contains empty and unlinked
437          * anon_vmas, destroy them. Could not do before due to __put_anon_vma()
438          * needing to write-acquire the anon_vma->root->rwsem.
439          */
440         list_for_each_entry_safe(avc, next, &vma->anon_vma_chain, same_vma) {
441                 struct anon_vma *anon_vma = avc->anon_vma;
442
443                 VM_WARN_ON(anon_vma->num_children);
444                 VM_WARN_ON(anon_vma->num_active_vmas);
445                 put_anon_vma(anon_vma);
446
447                 list_del(&avc->same_vma);
448                 anon_vma_chain_free(avc);
449         }
450 }
451
452 static void anon_vma_ctor(void *data)
453 {
454         struct anon_vma *anon_vma = data;
455
456         init_rwsem(&anon_vma->rwsem);
457         atomic_set(&anon_vma->refcount, 0);
458         anon_vma->rb_root = RB_ROOT_CACHED;
459 }
460
461 void __init anon_vma_init(void)
462 {
463         anon_vma_cachep = kmem_cache_create("anon_vma", sizeof(struct anon_vma),
464                         0, SLAB_TYPESAFE_BY_RCU|SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT,
465                         anon_vma_ctor);
466         anon_vma_chain_cachep = KMEM_CACHE(anon_vma_chain,
467                         SLAB_PANIC|SLAB_ACCOUNT);
468 }
469
470 /*
471  * Getting a lock on a stable anon_vma from a page off the LRU is tricky!
472  *
473  * Since there is no serialization what so ever against page_remove_rmap()
474  * the best this function can do is return a refcount increased anon_vma
475  * that might have been relevant to this page.
476  *
477  * The page might have been remapped to a different anon_vma or the anon_vma
478  * returned may already be freed (and even reused).
479  *
480  * In case it was remapped to a different anon_vma, the new anon_vma will be a
481  * child of the old anon_vma, and the anon_vma lifetime rules will therefore
482  * ensure that any anon_vma obtained from the page will still be valid for as
483  * long as we observe page_mapped() [ hence all those page_mapped() tests ].
484  *
485  * All users of this function must be very careful when walking the anon_vma
486  * chain and verify that the page in question is indeed mapped in it
487  * [ something equivalent to page_mapped_in_vma() ].
488  *
489  * Since anon_vma's slab is SLAB_TYPESAFE_BY_RCU and we know from
490  * page_remove_rmap() that the anon_vma pointer from page->mapping is valid
491  * if there is a mapcount, we can dereference the anon_vma after observing
492  * those.
493  */
494 struct anon_vma *folio_get_anon_vma(struct folio *folio)
495 {
496         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
497         unsigned long anon_mapping;
498
499         rcu_read_lock();
500         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(folio->mapping);
501         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
502                 goto out;
503         if (!folio_mapped(folio))
504                 goto out;
505
506         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
507         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
508                 anon_vma = NULL;
509                 goto out;
510         }
511
512         /*
513          * If this folio is still mapped, then its anon_vma cannot have been
514          * freed.  But if it has been unmapped, we have no security against the
515          * anon_vma structure being freed and reused (for another anon_vma:
516          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU guarantees that - so the atomic_inc_not_zero()
517          * above cannot corrupt).
518          */
519         if (!folio_mapped(folio)) {
520                 rcu_read_unlock();
521                 put_anon_vma(anon_vma);
522                 return NULL;
523         }
524 out:
525         rcu_read_unlock();
526
527         return anon_vma;
528 }
529
530 /*
531  * Similar to folio_get_anon_vma() except it locks the anon_vma.
532  *
533  * Its a little more complex as it tries to keep the fast path to a single
534  * atomic op -- the trylock. If we fail the trylock, we fall back to getting a
535  * reference like with folio_get_anon_vma() and then block on the mutex
536  * on !rwc->try_lock case.
537  */
538 struct anon_vma *folio_lock_anon_vma_read(struct folio *folio,
539                                           struct rmap_walk_control *rwc)
540 {
541         struct anon_vma *anon_vma = NULL;
542         struct anon_vma *root_anon_vma;
543         unsigned long anon_mapping;
544
545         rcu_read_lock();
546         anon_mapping = (unsigned long)READ_ONCE(folio->mapping);
547         if ((anon_mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS) != PAGE_MAPPING_ANON)
548                 goto out;
549         if (!folio_mapped(folio))
550                 goto out;
551
552         anon_vma = (struct anon_vma *) (anon_mapping - PAGE_MAPPING_ANON);
553         root_anon_vma = READ_ONCE(anon_vma->root);
554         if (down_read_trylock(&root_anon_vma->rwsem)) {
555                 /*
556                  * If the folio is still mapped, then this anon_vma is still
557                  * its anon_vma, and holding the mutex ensures that it will
558                  * not go away, see anon_vma_free().
559                  */
560                 if (!folio_mapped(folio)) {
561                         up_read(&root_anon_vma->rwsem);
562                         anon_vma = NULL;
563                 }
564                 goto out;
565         }
566
567         if (rwc && rwc->try_lock) {
568                 anon_vma = NULL;
569                 rwc->contended = true;
570                 goto out;
571         }
572
573         /* trylock failed, we got to sleep */
574         if (!atomic_inc_not_zero(&anon_vma->refcount)) {
575                 anon_vma = NULL;
576                 goto out;
577         }
578
579         if (!folio_mapped(folio)) {
580                 rcu_read_unlock();
581                 put_anon_vma(anon_vma);
582                 return NULL;
583         }
584
585         /* we pinned the anon_vma, its safe to sleep */
586         rcu_read_unlock();
587         anon_vma_lock_read(anon_vma);
588
589         if (atomic_dec_and_test(&anon_vma->refcount)) {
590                 /*
591                  * Oops, we held the last refcount, release the lock
592                  * and bail -- can't simply use put_anon_vma() because
593                  * we'll deadlock on the anon_vma_lock_write() recursion.
594                  */
595                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
596                 __put_anon_vma(anon_vma);
597                 anon_vma = NULL;
598         }
599
600         return anon_vma;
601
602 out:
603         rcu_read_unlock();
604         return anon_vma;
605 }
606
607 #ifdef CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH
608 /*
609  * Flush TLB entries for recently unmapped pages from remote CPUs. It is
610  * important if a PTE was dirty when it was unmapped that it's flushed
611  * before any IO is initiated on the page to prevent lost writes. Similarly,
612  * it must be flushed before freeing to prevent data leakage.
613  */
614 void try_to_unmap_flush(void)
615 {
616         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
617
618         if (!tlb_ubc->flush_required)
619                 return;
620
621         arch_tlbbatch_flush(&tlb_ubc->arch);
622         tlb_ubc->flush_required = false;
623         tlb_ubc->writable = false;
624 }
625
626 /* Flush iff there are potentially writable TLB entries that can race with IO */
627 void try_to_unmap_flush_dirty(void)
628 {
629         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
630
631         if (tlb_ubc->writable)
632                 try_to_unmap_flush();
633 }
634
635 /*
636  * Bits 0-14 of mm->tlb_flush_batched record pending generations.
637  * Bits 16-30 of mm->tlb_flush_batched bit record flushed generations.
638  */
639 #define TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT   16
640 #define TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK                    \
641         ((1 << (TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT - 1)) - 1)
642 #define TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_LARGE                   \
643         (TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK / 2)
644
645 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, pte_t pteval)
646 {
647         struct tlbflush_unmap_batch *tlb_ubc = &current->tlb_ubc;
648         int batch;
649         bool writable = pte_dirty(pteval);
650
651         if (!pte_accessible(mm, pteval))
652                 return;
653
654         arch_tlbbatch_add_mm(&tlb_ubc->arch, mm);
655         tlb_ubc->flush_required = true;
656
657         /*
658          * Ensure compiler does not re-order the setting of tlb_flush_batched
659          * before the PTE is cleared.
660          */
661         barrier();
662         batch = atomic_read(&mm->tlb_flush_batched);
663 retry:
664         if ((batch & TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK) > TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_LARGE) {
665                 /*
666                  * Prevent `pending' from catching up with `flushed' because of
667                  * overflow.  Reset `pending' and `flushed' to be 1 and 0 if
668                  * `pending' becomes large.
669                  */
670                 if (!atomic_try_cmpxchg(&mm->tlb_flush_batched, &batch, 1))
671                         goto retry;
672         } else {
673                 atomic_inc(&mm->tlb_flush_batched);
674         }
675
676         /*
677          * If the PTE was dirty then it's best to assume it's writable. The
678          * caller must use try_to_unmap_flush_dirty() or try_to_unmap_flush()
679          * before the page is queued for IO.
680          */
681         if (writable)
682                 tlb_ubc->writable = true;
683 }
684
685 /*
686  * Returns true if the TLB flush should be deferred to the end of a batch of
687  * unmap operations to reduce IPIs.
688  */
689 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
690 {
691         bool should_defer = false;
692
693         if (!(flags & TTU_BATCH_FLUSH))
694                 return false;
695
696         /* If remote CPUs need to be flushed then defer batch the flush */
697         if (cpumask_any_but(mm_cpumask(mm), get_cpu()) < nr_cpu_ids)
698                 should_defer = true;
699         put_cpu();
700
701         return should_defer;
702 }
703
704 /*
705  * Reclaim unmaps pages under the PTL but do not flush the TLB prior to
706  * releasing the PTL if TLB flushes are batched. It's possible for a parallel
707  * operation such as mprotect or munmap to race between reclaim unmapping
708  * the page and flushing the page. If this race occurs, it potentially allows
709  * access to data via a stale TLB entry. Tracking all mm's that have TLB
710  * batching in flight would be expensive during reclaim so instead track
711  * whether TLB batching occurred in the past and if so then do a flush here
712  * if required. This will cost one additional flush per reclaim cycle paid
713  * by the first operation at risk such as mprotect and mumap.
714  *
715  * This must be called under the PTL so that an access to tlb_flush_batched
716  * that is potentially a "reclaim vs mprotect/munmap/etc" race will synchronise
717  * via the PTL.
718  */
719 void flush_tlb_batched_pending(struct mm_struct *mm)
720 {
721         int batch = atomic_read(&mm->tlb_flush_batched);
722         int pending = batch & TLB_FLUSH_BATCH_PENDING_MASK;
723         int flushed = batch >> TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT;
724
725         if (pending != flushed) {
726                 flush_tlb_mm(mm);
727                 /*
728                  * If the new TLB flushing is pending during flushing, leave
729                  * mm->tlb_flush_batched as is, to avoid losing flushing.
730                  */
731                 atomic_cmpxchg(&mm->tlb_flush_batched, batch,
732                                pending | (pending << TLB_FLUSH_BATCH_FLUSHED_SHIFT));
733         }
734 }
735 #else
736 static void set_tlb_ubc_flush_pending(struct mm_struct *mm, pte_t pteval)
737 {
738 }
739
740 static bool should_defer_flush(struct mm_struct *mm, enum ttu_flags flags)
741 {
742         return false;
743 }
744 #endif /* CONFIG_ARCH_WANT_BATCHED_UNMAP_TLB_FLUSH */
745
746 /*
747  * At what user virtual address is page expected in vma?
748  * Caller should check the page is actually part of the vma.
749  */
750 unsigned long page_address_in_vma(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
751 {
752         struct folio *folio = page_folio(page);
753         if (folio_test_anon(folio)) {
754                 struct anon_vma *page__anon_vma = folio_anon_vma(folio);
755                 /*
756                  * Note: swapoff's unuse_vma() is more efficient with this
757                  * check, and needs it to match anon_vma when KSM is active.
758                  */
759                 if (!vma->anon_vma || !page__anon_vma ||
760                     vma->anon_vma->root != page__anon_vma->root)
761                         return -EFAULT;
762         } else if (!vma->vm_file) {
763                 return -EFAULT;
764         } else if (vma->vm_file->f_mapping != folio->mapping) {
765                 return -EFAULT;
766         }
767
768         return vma_address(page, vma);
769 }
770
771 /*
772  * Returns the actual pmd_t* where we expect 'address' to be mapped from, or
773  * NULL if it doesn't exist.  No guarantees / checks on what the pmd_t*
774  * represents.
775  */
776 pmd_t *mm_find_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
777 {
778         pgd_t *pgd;
779         p4d_t *p4d;
780         pud_t *pud;
781         pmd_t *pmd = NULL;
782
783         pgd = pgd_offset(mm, address);
784         if (!pgd_present(*pgd))
785                 goto out;
786
787         p4d = p4d_offset(pgd, address);
788         if (!p4d_present(*p4d))
789                 goto out;
790
791         pud = pud_offset(p4d, address);
792         if (!pud_present(*pud))
793                 goto out;
794
795         pmd = pmd_offset(pud, address);
796 out:
797         return pmd;
798 }
799
800 struct folio_referenced_arg {
801         int mapcount;
802         int referenced;
803         unsigned long vm_flags;
804         struct mem_cgroup *memcg;
805 };
806 /*
807  * arg: folio_referenced_arg will be passed
808  */
809 static bool folio_referenced_one(struct folio *folio,
810                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, void *arg)
811 {
812         struct folio_referenced_arg *pra = arg;
813         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
814         int referenced = 0;
815
816         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
817                 address = pvmw.address;
818
819                 if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) &&
820                     (!folio_test_large(folio) || !pvmw.pte)) {
821                         /* Restore the mlock which got missed */
822                         mlock_vma_folio(folio, vma, !pvmw.pte);
823                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
824                         pra->vm_flags |= VM_LOCKED;
825                         return false; /* To break the loop */
826                 }
827
828                 if (pvmw.pte) {
829                         if (lru_gen_enabled() &&
830                             pte_young(ptep_get(pvmw.pte))) {
831                                 lru_gen_look_around(&pvmw);
832                                 referenced++;
833                         }
834
835                         if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address,
836                                                 pvmw.pte))
837                                 referenced++;
838                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)) {
839                         if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address,
840                                                 pvmw.pmd))
841                                 referenced++;
842                 } else {
843                         /* unexpected pmd-mapped folio? */
844                         WARN_ON_ONCE(1);
845                 }
846
847                 pra->mapcount--;
848         }
849
850         if (referenced)
851                 folio_clear_idle(folio);
852         if (folio_test_clear_young(folio))
853                 referenced++;
854
855         if (referenced) {
856                 pra->referenced++;
857                 pra->vm_flags |= vma->vm_flags & ~VM_LOCKED;
858         }
859
860         if (!pra->mapcount)
861                 return false; /* To break the loop */
862
863         return true;
864 }
865
866 static bool invalid_folio_referenced_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
867 {
868         struct folio_referenced_arg *pra = arg;
869         struct mem_cgroup *memcg = pra->memcg;
870
871         /*
872          * Ignore references from this mapping if it has no recency. If the
873          * folio has been used in another mapping, we will catch it; if this
874          * other mapping is already gone, the unmap path will have set the
875          * referenced flag or activated the folio in zap_pte_range().
876          */
877         if (!vma_has_recency(vma))
878                 return true;
879
880         /*
881          * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip counting on behalf
882          * of references from different cgroups.
883          */
884         if (memcg && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, memcg))
885                 return true;
886
887         return false;
888 }
889
890 /**
891  * folio_referenced() - Test if the folio was referenced.
892  * @folio: The folio to test.
893  * @is_locked: Caller holds lock on the folio.
894  * @memcg: target memory cgroup
895  * @vm_flags: A combination of all the vma->vm_flags which referenced the folio.
896  *
897  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings of a folio,
898  *
899  * Return: The number of mappings which referenced the folio. Return -1 if
900  * the function bailed out due to rmap lock contention.
901  */
902 int folio_referenced(struct folio *folio, int is_locked,
903                      struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *vm_flags)
904 {
905         int we_locked = 0;
906         struct folio_referenced_arg pra = {
907                 .mapcount = folio_mapcount(folio),
908                 .memcg = memcg,
909         };
910         struct rmap_walk_control rwc = {
911                 .rmap_one = folio_referenced_one,
912                 .arg = (void *)&pra,
913                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
914                 .try_lock = true,
915                 .invalid_vma = invalid_folio_referenced_vma,
916         };
917
918         *vm_flags = 0;
919         if (!pra.mapcount)
920                 return 0;
921
922         if (!folio_raw_mapping(folio))
923                 return 0;
924
925         if (!is_locked && (!folio_test_anon(folio) || folio_test_ksm(folio))) {
926                 we_locked = folio_trylock(folio);
927                 if (!we_locked)
928                         return 1;
929         }
930
931         rmap_walk(folio, &rwc);
932         *vm_flags = pra.vm_flags;
933
934         if (we_locked)
935                 folio_unlock(folio);
936
937         return rwc.contended ? -1 : pra.referenced;
938 }
939
940 static int page_vma_mkclean_one(struct page_vma_mapped_walk *pvmw)
941 {
942         int cleaned = 0;
943         struct vm_area_struct *vma = pvmw->vma;
944         struct mmu_notifier_range range;
945         unsigned long address = pvmw->address;
946
947         /*
948          * We have to assume the worse case ie pmd for invalidation. Note that
949          * the folio can not be freed from this function.
950          */
951         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_PROTECTION_PAGE, 0,
952                                 vma->vm_mm, address, vma_address_end(pvmw));
953         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
954
955         while (page_vma_mapped_walk(pvmw)) {
956                 int ret = 0;
957
958                 address = pvmw->address;
959                 if (pvmw->pte) {
960                         pte_t *pte = pvmw->pte;
961                         pte_t entry = ptep_get(pte);
962
963                         if (!pte_dirty(entry) && !pte_write(entry))
964                                 continue;
965
966                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(entry));
967                         entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
968                         entry = pte_wrprotect(entry);
969                         entry = pte_mkclean(entry);
970                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
971                         ret = 1;
972                 } else {
973 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
974                         pmd_t *pmd = pvmw->pmd;
975                         pmd_t entry;
976
977                         if (!pmd_dirty(*pmd) && !pmd_write(*pmd))
978                                 continue;
979
980                         flush_cache_range(vma, address,
981                                           address + HPAGE_PMD_SIZE);
982                         entry = pmdp_invalidate(vma, address, pmd);
983                         entry = pmd_wrprotect(entry);
984                         entry = pmd_mkclean(entry);
985                         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmd, entry);
986                         ret = 1;
987 #else
988                         /* unexpected pmd-mapped folio? */
989                         WARN_ON_ONCE(1);
990 #endif
991                 }
992
993                 /*
994                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() as we are
995                  * downgrading page table protection not changing it to point
996                  * to a new page.
997                  *
998                  * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
999                  */
1000                 if (ret)
1001                         cleaned++;
1002         }
1003
1004         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
1005
1006         return cleaned;
1007 }
1008
1009 static bool page_mkclean_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1010                              unsigned long address, void *arg)
1011 {
1012         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, PVMW_SYNC);
1013         int *cleaned = arg;
1014
1015         *cleaned += page_vma_mkclean_one(&pvmw);
1016
1017         return true;
1018 }
1019
1020 static bool invalid_mkclean_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1021 {
1022         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
1023                 return false;
1024
1025         return true;
1026 }
1027
1028 int folio_mkclean(struct folio *folio)
1029 {
1030         int cleaned = 0;
1031         struct address_space *mapping;
1032         struct rmap_walk_control rwc = {
1033                 .arg = (void *)&cleaned,
1034                 .rmap_one = page_mkclean_one,
1035                 .invalid_vma = invalid_mkclean_vma,
1036         };
1037
1038         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
1039
1040         if (!folio_mapped(folio))
1041                 return 0;
1042
1043         mapping = folio_mapping(folio);
1044         if (!mapping)
1045                 return 0;
1046
1047         rmap_walk(folio, &rwc);
1048
1049         return cleaned;
1050 }
1051 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_mkclean);
1052
1053 /**
1054  * pfn_mkclean_range - Cleans the PTEs (including PMDs) mapped with range of
1055  *                     [@pfn, @pfn + @nr_pages) at the specific offset (@pgoff)
1056  *                     within the @vma of shared mappings. And since clean PTEs
1057  *                     should also be readonly, write protects them too.
1058  * @pfn: start pfn.
1059  * @nr_pages: number of physically contiguous pages srarting with @pfn.
1060  * @pgoff: page offset that the @pfn mapped with.
1061  * @vma: vma that @pfn mapped within.
1062  *
1063  * Returns the number of cleaned PTEs (including PMDs).
1064  */
1065 int pfn_mkclean_range(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, pgoff_t pgoff,
1066                       struct vm_area_struct *vma)
1067 {
1068         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
1069                 .pfn            = pfn,
1070                 .nr_pages       = nr_pages,
1071                 .pgoff          = pgoff,
1072                 .vma            = vma,
1073                 .flags          = PVMW_SYNC,
1074         };
1075
1076         if (invalid_mkclean_vma(vma, NULL))
1077                 return 0;
1078
1079         pvmw.address = vma_pgoff_address(pgoff, nr_pages, vma);
1080         VM_BUG_ON_VMA(pvmw.address == -EFAULT, vma);
1081
1082         return page_vma_mkclean_one(&pvmw);
1083 }
1084
1085 int folio_total_mapcount(struct folio *folio)
1086 {
1087         int mapcount = folio_entire_mapcount(folio);
1088         int nr_pages;
1089         int i;
1090
1091         /* In the common case, avoid the loop when no pages mapped by PTE */
1092         if (folio_nr_pages_mapped(folio) == 0)
1093                 return mapcount;
1094         /*
1095          * Add all the PTE mappings of those pages mapped by PTE.
1096          * Limit the loop to folio_nr_pages_mapped()?
1097          * Perhaps: given all the raciness, that may be a good or a bad idea.
1098          */
1099         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1100         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1101                 mapcount += atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount);
1102
1103         /* But each of those _mapcounts was based on -1 */
1104         mapcount += nr_pages;
1105         return mapcount;
1106 }
1107
1108 /**
1109  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
1110  * @page:       the page to move to our anon_vma
1111  * @vma:        the vma the page belongs to
1112  *
1113  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
1114  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
1115  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
1116  * processes.
1117  */
1118 void page_move_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
1119 {
1120         void *anon_vma = vma->anon_vma;
1121         struct folio *folio = page_folio(page);
1122
1123         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1124         VM_BUG_ON_VMA(!anon_vma, vma);
1125
1126         anon_vma += PAGE_MAPPING_ANON;
1127         /*
1128          * Ensure that anon_vma and the PAGE_MAPPING_ANON bit are written
1129          * simultaneously, so a concurrent reader (eg folio_referenced()'s
1130          * folio_test_anon()) will not see one without the other.
1131          */
1132         WRITE_ONCE(folio->mapping, anon_vma);
1133         SetPageAnonExclusive(page);
1134 }
1135
1136 /**
1137  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
1138  * @folio:      Folio which contains page.
1139  * @page:       Page to add to rmap.
1140  * @vma:        VM area to add page to.
1141  * @address:    User virtual address of the mapping
1142  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
1143  */
1144 static void __page_set_anon_rmap(struct folio *folio, struct page *page,
1145         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1146 {
1147         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1148
1149         BUG_ON(!anon_vma);
1150
1151         if (folio_test_anon(folio))
1152                 goto out;
1153
1154         /*
1155          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
1156          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
1157          * page mapping!
1158          */
1159         if (!exclusive)
1160                 anon_vma = anon_vma->root;
1161
1162         /*
1163          * page_idle does a lockless/optimistic rmap scan on folio->mapping.
1164          * Make sure the compiler doesn't split the stores of anon_vma and
1165          * the PAGE_MAPPING_ANON type identifier, otherwise the rmap code
1166          * could mistake the mapping for a struct address_space and crash.
1167          */
1168         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1169         WRITE_ONCE(folio->mapping, (struct address_space *) anon_vma);
1170         folio->index = linear_page_index(vma, address);
1171 out:
1172         if (exclusive)
1173                 SetPageAnonExclusive(page);
1174 }
1175
1176 /**
1177  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
1178  * @page:       the page to add the mapping to
1179  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1180  * @address:    the user virtual address mapped
1181  */
1182 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
1183         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1184 {
1185         struct folio *folio = page_folio(page);
1186         /*
1187          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1188          * be set up correctly at this point.
1189          *
1190          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1191          * always holds the page locked.
1192          *
1193          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1194          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1195          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1196          */
1197         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_anon_vma(folio)->root != vma->anon_vma->root,
1198                         folio);
1199         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != linear_page_index(vma, address),
1200                        page);
1201 }
1202
1203 /**
1204  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1205  * @page:       the page to add the mapping to
1206  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1207  * @address:    the user virtual address mapped
1208  * @flags:      the rmap flags
1209  *
1210  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1211  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1212  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1213  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1214  */
1215 void page_add_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1216                 unsigned long address, rmap_t flags)
1217 {
1218         struct folio *folio = page_folio(page);
1219         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1220         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1221         bool compound = flags & RMAP_COMPOUND;
1222         bool first = true;
1223
1224         /* Is page being mapped by PTE? Is this its first map to be added? */
1225         if (likely(!compound)) {
1226                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1227                 nr = first;
1228                 if (first && folio_test_large(folio)) {
1229                         nr = atomic_inc_return_relaxed(mapped);
1230                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1231                 }
1232         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1233                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1234
1235                 first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
1236                 if (first) {
1237                         nr = atomic_add_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1238                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED + COMPOUND_MAPPED)) {
1239                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1240                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1241                                 /* Raced ahead of a remove and another add? */
1242                                 if (unlikely(nr < 0))
1243                                         nr = 0;
1244                         } else {
1245                                 /* Raced ahead of a remove of COMPOUND_MAPPED */
1246                                 nr = 0;
1247                         }
1248                 }
1249         }
1250
1251         VM_BUG_ON_PAGE(!first && (flags & RMAP_EXCLUSIVE), page);
1252         VM_BUG_ON_PAGE(!first && PageAnonExclusive(page), page);
1253
1254         if (nr_pmdmapped)
1255                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_THPS, nr_pmdmapped);
1256         if (nr)
1257                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_MAPPED, nr);
1258
1259         if (likely(!folio_test_ksm(folio))) {
1260                 /* address might be in next vma when migration races vma_merge */
1261                 if (first)
1262                         __page_set_anon_rmap(folio, page, vma, address,
1263                                              !!(flags & RMAP_EXCLUSIVE));
1264                 else
1265                         __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1266         }
1267
1268         mlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1269 }
1270
1271 /**
1272  * folio_add_new_anon_rmap - Add mapping to a new anonymous folio.
1273  * @folio:      The folio to add the mapping to.
1274  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1275  * @address:    the user virtual address mapped
1276  *
1277  * Like page_add_anon_rmap() but must only be called on *new* folios.
1278  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1279  * The folio does not have to be locked.
1280  *
1281  * If the folio is large, it is accounted as a THP.  As the folio
1282  * is new, it's assumed to be mapped exclusively by a single process.
1283  */
1284 void folio_add_new_anon_rmap(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1285                 unsigned long address)
1286 {
1287         int nr;
1288
1289         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
1290         __folio_set_swapbacked(folio);
1291
1292         if (likely(!folio_test_pmd_mappable(folio))) {
1293                 /* increment count (starts at -1) */
1294                 atomic_set(&folio->_mapcount, 0);
1295                 nr = 1;
1296         } else {
1297                 /* increment count (starts at -1) */
1298                 atomic_set(&folio->_entire_mapcount, 0);
1299                 atomic_set(&folio->_nr_pages_mapped, COMPOUND_MAPPED);
1300                 nr = folio_nr_pages(folio);
1301                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_THPS, nr);
1302         }
1303
1304         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_MAPPED, nr);
1305         __page_set_anon_rmap(folio, &folio->page, vma, address, 1);
1306 }
1307
1308 /**
1309  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1310  * @page:       the page to add the mapping to
1311  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1312  * @compound:   charge the page as compound or small page
1313  *
1314  * The caller needs to hold the pte lock.
1315  */
1316 void page_add_file_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1317                 bool compound)
1318 {
1319         struct folio *folio = page_folio(page);
1320         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1321         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1322         bool first;
1323
1324         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageTransHuge(page), page);
1325
1326         /* Is page being mapped by PTE? Is this its first map to be added? */
1327         if (likely(!compound)) {
1328                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1329                 nr = first;
1330                 if (first && folio_test_large(folio)) {
1331                         nr = atomic_inc_return_relaxed(mapped);
1332                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1333                 }
1334         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1335                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1336
1337                 first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
1338                 if (first) {
1339                         nr = atomic_add_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1340                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED + COMPOUND_MAPPED)) {
1341                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1342                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1343                                 /* Raced ahead of a remove and another add? */
1344                                 if (unlikely(nr < 0))
1345                                         nr = 0;
1346                         } else {
1347                                 /* Raced ahead of a remove of COMPOUND_MAPPED */
1348                                 nr = 0;
1349                         }
1350                 }
1351         }
1352
1353         if (nr_pmdmapped)
1354                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, folio_test_swapbacked(folio) ?
1355                         NR_SHMEM_PMDMAPPED : NR_FILE_PMDMAPPED, nr_pmdmapped);
1356         if (nr)
1357                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_MAPPED, nr);
1358
1359         mlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1360 }
1361
1362 /**
1363  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1364  * @page:       page to remove mapping from
1365  * @vma:        the vm area from which the mapping is removed
1366  * @compound:   uncharge the page as compound or small page
1367  *
1368  * The caller needs to hold the pte lock.
1369  */
1370 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1371                 bool compound)
1372 {
1373         struct folio *folio = page_folio(page);
1374         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1375         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1376         bool last;
1377         enum node_stat_item idx;
1378
1379         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageHead(page), page);
1380
1381         /* Hugetlb pages are not counted in NR_*MAPPED */
1382         if (unlikely(folio_test_hugetlb(folio))) {
1383                 /* hugetlb pages are always mapped with pmds */
1384                 atomic_dec(&folio->_entire_mapcount);
1385                 return;
1386         }
1387
1388         /* Is page being unmapped by PTE? Is this its last map to be removed? */
1389         if (likely(!compound)) {
1390                 last = atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount);
1391                 nr = last;
1392                 if (last && folio_test_large(folio)) {
1393                         nr = atomic_dec_return_relaxed(mapped);
1394                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1395                 }
1396         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1397                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1398
1399                 last = atomic_add_negative(-1, &folio->_entire_mapcount);
1400                 if (last) {
1401                         nr = atomic_sub_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1402                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED)) {
1403                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1404                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1405                                 /* Raced ahead of another remove and an add? */
1406                                 if (unlikely(nr < 0))
1407                                         nr = 0;
1408                         } else {
1409                                 /* An add of COMPOUND_MAPPED raced ahead */
1410                                 nr = 0;
1411                         }
1412                 }
1413         }
1414
1415         if (nr_pmdmapped) {
1416                 if (folio_test_anon(folio))
1417                         idx = NR_ANON_THPS;
1418                 else if (folio_test_swapbacked(folio))
1419                         idx = NR_SHMEM_PMDMAPPED;
1420                 else
1421                         idx = NR_FILE_PMDMAPPED;
1422                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, idx, -nr_pmdmapped);
1423         }
1424         if (nr) {
1425                 idx = folio_test_anon(folio) ? NR_ANON_MAPPED : NR_FILE_MAPPED;
1426                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, idx, -nr);
1427
1428                 /*
1429                  * Queue anon THP for deferred split if at least one
1430                  * page of the folio is unmapped and at least one page
1431                  * is still mapped.
1432                  */
1433                 if (folio_test_pmd_mappable(folio) && folio_test_anon(folio))
1434                         if (!compound || nr < nr_pmdmapped)
1435                                 deferred_split_folio(folio);
1436         }
1437
1438         /*
1439          * It would be tidy to reset folio_test_anon mapping when fully
1440          * unmapped, but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1441          * which increments mapcount after us but sets mapping before us:
1442          * so leave the reset to free_pages_prepare, and remember that
1443          * it's only reliable while mapped.
1444          */
1445
1446         munlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1447 }
1448
1449 /*
1450  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument
1451  */
1452 static bool try_to_unmap_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1453                      unsigned long address, void *arg)
1454 {
1455         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1456         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
1457         pte_t pteval;
1458         struct page *subpage;
1459         bool anon_exclusive, ret = true;
1460         struct mmu_notifier_range range;
1461         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)(long)arg;
1462         unsigned long pfn;
1463
1464         /*
1465          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1466          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1467          * try_to_unmap() may return before page_mapped() has become false,
1468          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1469          */
1470         if (flags & TTU_SYNC)
1471                 pvmw.flags = PVMW_SYNC;
1472
1473         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD)
1474                 split_huge_pmd_address(vma, address, false, folio);
1475
1476         /*
1477          * For THP, we have to assume the worse case ie pmd for invalidation.
1478          * For hugetlb, it could be much worse if we need to do pud
1479          * invalidation in the case of pmd sharing.
1480          *
1481          * Note that the folio can not be freed in this function as call of
1482          * try_to_unmap() must hold a reference on the folio.
1483          */
1484         range.end = vma_address_end(&pvmw);
1485         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_CLEAR, 0, vma->vm_mm,
1486                                 address, range.end);
1487         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1488                 /*
1489                  * If sharing is possible, start and end will be adjusted
1490                  * accordingly.
1491                  */
1492                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &range.start,
1493                                                      &range.end);
1494         }
1495         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
1496
1497         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1498                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1499                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
1500
1501                 /*
1502                  * If the folio is in an mlock()d vma, we must not swap it out.
1503                  */
1504                 if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK) &&
1505                     (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
1506                         /* Restore the mlock which got missed */
1507                         mlock_vma_folio(folio, vma, false);
1508                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1509                         ret = false;
1510                         break;
1511                 }
1512
1513                 pfn = pte_pfn(ptep_get(pvmw.pte));
1514                 subpage = folio_page(folio, pfn - folio_pfn(folio));
1515                 address = pvmw.address;
1516                 anon_exclusive = folio_test_anon(folio) &&
1517                                  PageAnonExclusive(subpage);
1518
1519                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1520                         bool anon = folio_test_anon(folio);
1521
1522                         /*
1523                          * The try_to_unmap() is only passed a hugetlb page
1524                          * in the case where the hugetlb page is poisoned.
1525                          */
1526                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHWPoison(subpage), subpage);
1527                         /*
1528                          * huge_pmd_unshare may unmap an entire PMD page.
1529                          * There is no way of knowing exactly which PMDs may
1530                          * be cached for this mm, so we must flush them all.
1531                          * start/end were already adjusted above to cover this
1532                          * range.
1533                          */
1534                         flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1535
1536                         /*
1537                          * To call huge_pmd_unshare, i_mmap_rwsem must be
1538                          * held in write mode.  Caller needs to explicitly
1539                          * do this outside rmap routines.
1540                          *
1541                          * We also must hold hugetlb vma_lock in write mode.
1542                          * Lock order dictates acquiring vma_lock BEFORE
1543                          * i_mmap_rwsem.  We can only try lock here and fail
1544                          * if unsuccessful.
1545                          */
1546                         if (!anon) {
1547                                 VM_BUG_ON(!(flags & TTU_RMAP_LOCKED));
1548                                 if (!hugetlb_vma_trylock_write(vma)) {
1549                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1550                                         ret = false;
1551                                         break;
1552                                 }
1553                                 if (huge_pmd_unshare(mm, vma, address, pvmw.pte)) {
1554                                         hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1555                                         flush_tlb_range(vma,
1556                                                 range.start, range.end);
1557                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1558                                                 range.start, range.end);
1559                                         /*
1560                                          * The ref count of the PMD page was
1561                                          * dropped which is part of the way map
1562                                          * counting is done for shared PMDs.
1563                                          * Return 'true' here.  When there is
1564                                          * no other sharing, huge_pmd_unshare
1565                                          * returns false and we will unmap the
1566                                          * actual page and drop map count
1567                                          * to zero.
1568                                          */
1569                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1570                                         break;
1571                                 }
1572                                 hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1573                         }
1574                         pteval = huge_ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1575                 } else {
1576                         flush_cache_page(vma, address, pfn);
1577                         /* Nuke the page table entry. */
1578                         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1579                                 /*
1580                                  * We clear the PTE but do not flush so potentially
1581                                  * a remote CPU could still be writing to the folio.
1582                                  * If the entry was previously clean then the
1583                                  * architecture must guarantee that a clear->dirty
1584                                  * transition on a cached TLB entry is written through
1585                                  * and traps if the PTE is unmapped.
1586                                  */
1587                                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1588
1589                                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pteval);
1590                         } else {
1591                                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1592                         }
1593                 }
1594
1595                 /*
1596                  * Now the pte is cleared. If this pte was uffd-wp armed,
1597                  * we may want to replace a none pte with a marker pte if
1598                  * it's file-backed, so we don't lose the tracking info.
1599                  */
1600                 pte_install_uffd_wp_if_needed(vma, address, pvmw.pte, pteval);
1601
1602                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
1603                 if (pte_dirty(pteval))
1604                         folio_mark_dirty(folio);
1605
1606                 /* Update high watermark before we lower rss */
1607                 update_hiwater_rss(mm);
1608
1609                 if (PageHWPoison(subpage) && (flags & TTU_HWPOISON)) {
1610                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
1611                         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1612                                 hugetlb_count_sub(folio_nr_pages(folio), mm);
1613                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1614                         } else {
1615                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
1616                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1617                         }
1618
1619                 } else if (pte_unused(pteval) && !userfaultfd_armed(vma)) {
1620                         /*
1621                          * The guest indicated that the page content is of no
1622                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
1623                          * will take care of the rest.
1624                          * A future reference will then fault in a new zero
1625                          * page. When userfaultfd is active, we must not drop
1626                          * this page though, as its main user (postcopy
1627                          * migration) will not expect userfaults on already
1628                          * copied pages.
1629                          */
1630                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
1631                         /* We have to invalidate as we cleared the pte */
1632                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1633                                                       address + PAGE_SIZE);
1634                 } else if (folio_test_anon(folio)) {
1635                         swp_entry_t entry = { .val = page_private(subpage) };
1636                         pte_t swp_pte;
1637                         /*
1638                          * Store the swap location in the pte.
1639                          * See handle_pte_fault() ...
1640                          */
1641                         if (unlikely(folio_test_swapbacked(folio) !=
1642                                         folio_test_swapcache(folio))) {
1643                                 WARN_ON_ONCE(1);
1644                                 ret = false;
1645                                 /* We have to invalidate as we cleared the pte */
1646                                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1647                                                         address + PAGE_SIZE);
1648                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1649                                 break;
1650                         }
1651
1652                         /* MADV_FREE page check */
1653                         if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1654                                 int ref_count, map_count;
1655
1656                                 /*
1657                                  * Synchronize with gup_pte_range():
1658                                  * - clear PTE; barrier; read refcount
1659                                  * - inc refcount; barrier; read PTE
1660                                  */
1661                                 smp_mb();
1662
1663                                 ref_count = folio_ref_count(folio);
1664                                 map_count = folio_mapcount(folio);
1665
1666                                 /*
1667                                  * Order reads for page refcount and dirty flag
1668                                  * (see comments in __remove_mapping()).
1669                                  */
1670                                 smp_rmb();
1671
1672                                 /*
1673                                  * The only page refs must be one from isolation
1674                                  * plus the rmap(s) (dropped by discard:).
1675                                  */
1676                                 if (ref_count == 1 + map_count &&
1677                                     !folio_test_dirty(folio)) {
1678                                         /* Invalidate as we cleared the pte */
1679                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1680                                                 address, address + PAGE_SIZE);
1681                                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1682                                         goto discard;
1683                                 }
1684
1685                                 /*
1686                                  * If the folio was redirtied, it cannot be
1687                                  * discarded. Remap the page to page table.
1688                                  */
1689                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1690                                 folio_set_swapbacked(folio);
1691                                 ret = false;
1692                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1693                                 break;
1694                         }
1695
1696                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1697                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1698                                 ret = false;
1699                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1700                                 break;
1701                         }
1702                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
1703                                 swap_free(entry);
1704                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1705                                 ret = false;
1706                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1707                                 break;
1708                         }
1709
1710                         /* See page_try_share_anon_rmap(): clear PTE first. */
1711                         if (anon_exclusive &&
1712                             page_try_share_anon_rmap(subpage)) {
1713                                 swap_free(entry);
1714                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1715                                 ret = false;
1716                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1717                                 break;
1718                         }
1719                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1720                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1721                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1722                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1723                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1724                         }
1725                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1726                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1727                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1728                         if (anon_exclusive)
1729                                 swp_pte = pte_swp_mkexclusive(swp_pte);
1730                         if (pte_soft_dirty(pteval))
1731                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1732                         if (pte_uffd_wp(pteval))
1733                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
1734                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
1735                         /* Invalidate as we cleared the pte */
1736                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1737                                                       address + PAGE_SIZE);
1738                 } else {
1739                         /*
1740                          * This is a locked file-backed folio,
1741                          * so it cannot be removed from the page
1742                          * cache and replaced by a new folio before
1743                          * mmu_notifier_invalidate_range_end, so no
1744                          * concurrent thread might update its page table
1745                          * to point at a new folio while a device is
1746                          * still using this folio.
1747                          *
1748                          * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
1749                          */
1750                         dec_mm_counter(mm, mm_counter_file(&folio->page));
1751                 }
1752 discard:
1753                 /*
1754                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() it has be
1755                  * done above for all cases requiring it to happen under page
1756                  * table lock before mmu_notifier_invalidate_range_end()
1757                  *
1758                  * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
1759                  */
1760                 page_remove_rmap(subpage, vma, folio_test_hugetlb(folio));
1761                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
1762                         mlock_drain_local();
1763                 folio_put(folio);
1764         }
1765
1766         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
1767
1768         return ret;
1769 }
1770
1771 static bool invalid_migration_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1772 {
1773         return vma_is_temporary_stack(vma);
1774 }
1775
1776 static int folio_not_mapped(struct folio *folio)
1777 {
1778         return !folio_mapped(folio);
1779 }
1780
1781 /**
1782  * try_to_unmap - Try to remove all page table mappings to a folio.
1783  * @folio: The folio to unmap.
1784  * @flags: action and flags
1785  *
1786  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1787  * folio.  It is the caller's responsibility to check if the folio is
1788  * still mapped if needed (use TTU_SYNC to prevent accounting races).
1789  *
1790  * Context: Caller must hold the folio lock.
1791  */
1792 void try_to_unmap(struct folio *folio, enum ttu_flags flags)
1793 {
1794         struct rmap_walk_control rwc = {
1795                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1796                 .arg = (void *)flags,
1797                 .done = folio_not_mapped,
1798                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
1799         };
1800
1801         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
1802                 rmap_walk_locked(folio, &rwc);
1803         else
1804                 rmap_walk(folio, &rwc);
1805 }
1806
1807 /*
1808  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument.
1809  *
1810  * If TTU_SPLIT_HUGE_PMD is specified any PMD mappings will be split into PTEs
1811  * containing migration entries.
1812  */
1813 static bool try_to_migrate_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1814                      unsigned long address, void *arg)
1815 {
1816         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1817         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
1818         pte_t pteval;
1819         struct page *subpage;
1820         bool anon_exclusive, ret = true;
1821         struct mmu_notifier_range range;
1822         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)(long)arg;
1823         unsigned long pfn;
1824
1825         /*
1826          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1827          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1828          * try_to_migrate() may return before page_mapped() has become false,
1829          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1830          */
1831         if (flags & TTU_SYNC)
1832                 pvmw.flags = PVMW_SYNC;
1833
1834         /*
1835          * unmap_page() in mm/huge_memory.c is the only user of migration with
1836          * TTU_SPLIT_HUGE_PMD and it wants to freeze.
1837          */
1838         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD)
1839                 split_huge_pmd_address(vma, address, true, folio);
1840
1841         /*
1842          * For THP, we have to assume the worse case ie pmd for invalidation.
1843          * For hugetlb, it could be much worse if we need to do pud
1844          * invalidation in the case of pmd sharing.
1845          *
1846          * Note that the page can not be free in this function as call of
1847          * try_to_unmap() must hold a reference on the page.
1848          */
1849         range.end = vma_address_end(&pvmw);
1850         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_CLEAR, 0, vma->vm_mm,
1851                                 address, range.end);
1852         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1853                 /*
1854                  * If sharing is possible, start and end will be adjusted
1855                  * accordingly.
1856                  */
1857                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &range.start,
1858                                                      &range.end);
1859         }
1860         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
1861
1862         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1863 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1864                 /* PMD-mapped THP migration entry */
1865                 if (!pvmw.pte) {
1866                         subpage = folio_page(folio,
1867                                 pmd_pfn(*pvmw.pmd) - folio_pfn(folio));
1868                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_hugetlb(folio) ||
1869                                         !folio_test_pmd_mappable(folio), folio);
1870
1871                         if (set_pmd_migration_entry(&pvmw, subpage)) {
1872                                 ret = false;
1873                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1874                                 break;
1875                         }
1876                         continue;
1877                 }
1878 #endif
1879
1880                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1881                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
1882
1883                 pfn = pte_pfn(ptep_get(pvmw.pte));
1884
1885                 if (folio_is_zone_device(folio)) {
1886                         /*
1887                          * Our PTE is a non-present device exclusive entry and
1888                          * calculating the subpage as for the common case would
1889                          * result in an invalid pointer.
1890                          *
1891                          * Since only PAGE_SIZE pages can currently be
1892                          * migrated, just set it to page. This will need to be
1893                          * changed when hugepage migrations to device private
1894                          * memory are supported.
1895                          */
1896                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(folio) > 1, folio);
1897                         subpage = &folio->page;
1898                 } else {
1899                         subpage = folio_page(folio, pfn - folio_pfn(folio));
1900                 }
1901                 address = pvmw.address;
1902                 anon_exclusive = folio_test_anon(folio) &&
1903                                  PageAnonExclusive(subpage);
1904
1905                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1906                         bool anon = folio_test_anon(folio);
1907
1908                         /*
1909                          * huge_pmd_unshare may unmap an entire PMD page.
1910                          * There is no way of knowing exactly which PMDs may
1911                          * be cached for this mm, so we must flush them all.
1912                          * start/end were already adjusted above to cover this
1913                          * range.
1914                          */
1915                         flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1916
1917                         /*
1918                          * To call huge_pmd_unshare, i_mmap_rwsem must be
1919                          * held in write mode.  Caller needs to explicitly
1920                          * do this outside rmap routines.
1921                          *
1922                          * We also must hold hugetlb vma_lock in write mode.
1923                          * Lock order dictates acquiring vma_lock BEFORE
1924                          * i_mmap_rwsem.  We can only try lock here and
1925                          * fail if unsuccessful.
1926                          */
1927                         if (!anon) {
1928                                 VM_BUG_ON(!(flags & TTU_RMAP_LOCKED));
1929                                 if (!hugetlb_vma_trylock_write(vma)) {
1930                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1931                                         ret = false;
1932                                         break;
1933                                 }
1934                                 if (huge_pmd_unshare(mm, vma, address, pvmw.pte)) {
1935                                         hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1936                                         flush_tlb_range(vma,
1937                                                 range.start, range.end);
1938                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1939                                                 range.start, range.end);
1940
1941                                         /*
1942                                          * The ref count of the PMD page was
1943                                          * dropped which is part of the way map
1944                                          * counting is done for shared PMDs.
1945                                          * Return 'true' here.  When there is
1946                                          * no other sharing, huge_pmd_unshare
1947                                          * returns false and we will unmap the
1948                                          * actual page and drop map count
1949                                          * to zero.
1950                                          */
1951                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1952                                         break;
1953                                 }
1954                                 hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1955                         }
1956                         /* Nuke the hugetlb page table entry */
1957                         pteval = huge_ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1958                 } else {
1959                         flush_cache_page(vma, address, pfn);
1960                         /* Nuke the page table entry. */
1961                         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1962                                 /*
1963                                  * We clear the PTE but do not flush so potentially
1964                                  * a remote CPU could still be writing to the folio.
1965                                  * If the entry was previously clean then the
1966                                  * architecture must guarantee that a clear->dirty
1967                                  * transition on a cached TLB entry is written through
1968                                  * and traps if the PTE is unmapped.
1969                                  */
1970                                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1971
1972                                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pteval);
1973                         } else {
1974                                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1975                         }
1976                 }
1977
1978                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
1979                 if (pte_dirty(pteval))
1980                         folio_mark_dirty(folio);
1981
1982                 /* Update high watermark before we lower rss */
1983                 update_hiwater_rss(mm);
1984
1985                 if (folio_is_device_private(folio)) {
1986                         unsigned long pfn = folio_pfn(folio);
1987                         swp_entry_t entry;
1988                         pte_t swp_pte;
1989
1990                         if (anon_exclusive)
1991                                 BUG_ON(page_try_share_anon_rmap(subpage));
1992
1993                         /*
1994                          * Store the pfn of the page in a special migration
1995                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1996                          * pte is removed and then restart fault handling.
1997                          */
1998                         entry = pte_to_swp_entry(pteval);
1999                         if (is_writable_device_private_entry(entry))
2000                                 entry = make_writable_migration_entry(pfn);
2001                         else if (anon_exclusive)
2002                                 entry = make_readable_exclusive_migration_entry(pfn);
2003                         else
2004                                 entry = make_readable_migration_entry(pfn);
2005                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2006
2007                         /*
2008                          * pteval maps a zone device page and is therefore
2009                          * a swap pte.
2010                          */
2011                         if (pte_swp_soft_dirty(pteval))
2012                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2013                         if (pte_swp_uffd_wp(pteval))
2014                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2015                         set_pte_at(mm, pvmw.address, pvmw.pte, swp_pte);
2016                         trace_set_migration_pte(pvmw.address, pte_val(swp_pte),
2017                                                 compound_order(&folio->page));
2018                         /*
2019                          * No need to invalidate here it will synchronize on
2020                          * against the special swap migration pte.
2021                          */
2022                 } else if (PageHWPoison(subpage)) {
2023                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
2024                         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
2025                                 hugetlb_count_sub(folio_nr_pages(folio), mm);
2026                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2027                         } else {
2028                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
2029                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2030                         }
2031
2032                 } else if (pte_unused(pteval) && !userfaultfd_armed(vma)) {
2033                         /*
2034                          * The guest indicated that the page content is of no
2035                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
2036                          * will take care of the rest.
2037                          * A future reference will then fault in a new zero
2038                          * page. When userfaultfd is active, we must not drop
2039                          * this page though, as its main user (postcopy
2040                          * migration) will not expect userfaults on already
2041                          * copied pages.
2042                          */
2043                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
2044                         /* We have to invalidate as we cleared the pte */
2045                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
2046                                                       address + PAGE_SIZE);
2047                 } else {
2048                         swp_entry_t entry;
2049                         pte_t swp_pte;
2050
2051                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
2052                                 if (folio_test_hugetlb(folio))
2053                                         set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2054                                 else
2055                                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2056                                 ret = false;
2057                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2058                                 break;
2059                         }
2060                         VM_BUG_ON_PAGE(pte_write(pteval) && folio_test_anon(folio) &&
2061                                        !anon_exclusive, subpage);
2062
2063                         /* See page_try_share_anon_rmap(): clear PTE first. */
2064                         if (anon_exclusive &&
2065                             page_try_share_anon_rmap(subpage)) {
2066                                 if (folio_test_hugetlb(folio))
2067                                         set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2068                                 else
2069                                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2070                                 ret = false;
2071                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2072                                 break;
2073                         }
2074
2075                         /*
2076                          * Store the pfn of the page in a special migration
2077                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
2078                          * pte is removed and then restart fault handling.
2079                          */
2080                         if (pte_write(pteval))
2081                                 entry = make_writable_migration_entry(
2082                                                         page_to_pfn(subpage));
2083                         else if (anon_exclusive)
2084                                 entry = make_readable_exclusive_migration_entry(
2085                                                         page_to_pfn(subpage));
2086                         else
2087                                 entry = make_readable_migration_entry(
2088                                                         page_to_pfn(subpage));
2089                         if (pte_young(pteval))
2090                                 entry = make_migration_entry_young(entry);
2091                         if (pte_dirty(pteval))
2092                                 entry = make_migration_entry_dirty(entry);
2093                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2094                         if (pte_soft_dirty(pteval))
2095                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2096                         if (pte_uffd_wp(pteval))
2097                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2098                         if (folio_test_hugetlb(folio))
2099                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2100                         else
2101                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2102                         trace_set_migration_pte(address, pte_val(swp_pte),
2103                                                 compound_order(&folio->page));
2104                         /*
2105                          * No need to invalidate here it will synchronize on
2106                          * against the special swap migration pte.
2107                          */
2108                 }
2109
2110                 /*
2111                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() it has be
2112                  * done above for all cases requiring it to happen under page
2113                  * table lock before mmu_notifier_invalidate_range_end()
2114                  *
2115                  * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
2116                  */
2117                 page_remove_rmap(subpage, vma, folio_test_hugetlb(folio));
2118                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
2119                         mlock_drain_local();
2120                 folio_put(folio);
2121         }
2122
2123         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
2124
2125         return ret;
2126 }
2127
2128 /**
2129  * try_to_migrate - try to replace all page table mappings with swap entries
2130  * @folio: the folio to replace page table entries for
2131  * @flags: action and flags
2132  *
2133  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this folio and
2134  * replace them with special swap entries. Caller must hold the folio lock.
2135  */
2136 void try_to_migrate(struct folio *folio, enum ttu_flags flags)
2137 {
2138         struct rmap_walk_control rwc = {
2139                 .rmap_one = try_to_migrate_one,
2140                 .arg = (void *)flags,
2141                 .done = folio_not_mapped,
2142                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
2143         };
2144
2145         /*
2146          * Migration always ignores mlock and only supports TTU_RMAP_LOCKED and
2147          * TTU_SPLIT_HUGE_PMD, TTU_SYNC, and TTU_BATCH_FLUSH flags.
2148          */
2149         if (WARN_ON_ONCE(flags & ~(TTU_RMAP_LOCKED | TTU_SPLIT_HUGE_PMD |
2150                                         TTU_SYNC | TTU_BATCH_FLUSH)))
2151                 return;
2152
2153         if (folio_is_zone_device(folio) &&
2154             (!folio_is_device_private(folio) && !folio_is_device_coherent(folio)))
2155                 return;
2156
2157         /*
2158          * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
2159          * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
2160          * page tables leading to a race where migration cannot
2161          * find the migration ptes. Rather than increasing the
2162          * locking requirements of exec(), migration skips
2163          * temporary VMAs until after exec() completes.
2164          */
2165         if (!folio_test_ksm(folio) && folio_test_anon(folio))
2166                 rwc.invalid_vma = invalid_migration_vma;
2167
2168         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
2169                 rmap_walk_locked(folio, &rwc);
2170         else
2171                 rmap_walk(folio, &rwc);
2172 }
2173
2174 #ifdef CONFIG_DEVICE_PRIVATE
2175 struct make_exclusive_args {
2176         struct mm_struct *mm;
2177         unsigned long address;
2178         void *owner;
2179         bool valid;
2180 };
2181
2182 static bool page_make_device_exclusive_one(struct folio *folio,
2183                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, void *priv)
2184 {
2185         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2186         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
2187         struct make_exclusive_args *args = priv;
2188         pte_t pteval;
2189         struct page *subpage;
2190         bool ret = true;
2191         struct mmu_notifier_range range;
2192         swp_entry_t entry;
2193         pte_t swp_pte;
2194         pte_t ptent;
2195
2196         mmu_notifier_range_init_owner(&range, MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE, 0,
2197                                       vma->vm_mm, address, min(vma->vm_end,
2198                                       address + folio_size(folio)),
2199                                       args->owner);
2200         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
2201
2202         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
2203                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
2204                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
2205
2206                 ptent = ptep_get(pvmw.pte);
2207                 if (!pte_present(ptent)) {
2208                         ret = false;
2209                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2210                         break;
2211                 }
2212
2213                 subpage = folio_page(folio,
2214                                 pte_pfn(ptent) - folio_pfn(folio));
2215                 address = pvmw.address;
2216
2217                 /* Nuke the page table entry. */
2218                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(ptent));
2219                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
2220
2221                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
2222                 if (pte_dirty(pteval))
2223                         folio_mark_dirty(folio);
2224
2225                 /*
2226                  * Check that our target page is still mapped at the expected
2227                  * address.
2228                  */
2229                 if (args->mm == mm && args->address == address &&
2230                     pte_write(pteval))
2231                         args->valid = true;
2232
2233                 /*
2234                  * Store the pfn of the page in a special migration
2235                  * pte. do_swap_page() will wait until the migration
2236                  * pte is removed and then restart fault handling.
2237                  */
2238                 if (pte_write(pteval))
2239                         entry = make_writable_device_exclusive_entry(
2240                                                         page_to_pfn(subpage));
2241                 else
2242                         entry = make_readable_device_exclusive_entry(
2243                                                         page_to_pfn(subpage));
2244                 swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2245                 if (pte_soft_dirty(pteval))
2246                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2247                 if (pte_uffd_wp(pteval))
2248                         swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2249
2250                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2251
2252                 /*
2253                  * There is a reference on the page for the swap entry which has
2254                  * been removed, so shouldn't take another.
2255                  */
2256                 page_remove_rmap(subpage, vma, false);
2257         }
2258
2259         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
2260
2261         return ret;
2262 }
2263
2264 /**
2265  * folio_make_device_exclusive - Mark the folio exclusively owned by a device.
2266  * @folio: The folio to replace page table entries for.
2267  * @mm: The mm_struct where the folio is expected to be mapped.
2268  * @address: Address where the folio is expected to be mapped.
2269  * @owner: passed to MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE range notifier callbacks
2270  *
2271  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
2272  * folio and replace them with special device exclusive swap entries to
2273  * grant a device exclusive access to the folio.
2274  *
2275  * Context: Caller must hold the folio lock.
2276  * Return: false if the page is still mapped, or if it could not be unmapped
2277  * from the expected address. Otherwise returns true (success).
2278  */
2279 static bool folio_make_device_exclusive(struct folio *folio,
2280                 struct mm_struct *mm, unsigned long address, void *owner)
2281 {
2282         struct make_exclusive_args args = {
2283                 .mm = mm,
2284                 .address = address,
2285                 .owner = owner,
2286                 .valid = false,
2287         };
2288         struct rmap_walk_control rwc = {
2289                 .rmap_one = page_make_device_exclusive_one,
2290                 .done = folio_not_mapped,
2291                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
2292                 .arg = &args,
2293         };
2294
2295         /*
2296          * Restrict to anonymous folios for now to avoid potential writeback
2297          * issues.
2298          */
2299         if (!folio_test_anon(folio))
2300                 return false;
2301
2302         rmap_walk(folio, &rwc);
2303
2304         return args.valid && !folio_mapcount(folio);
2305 }
2306
2307 /**
2308  * make_device_exclusive_range() - Mark a range for exclusive use by a device
2309  * @mm: mm_struct of associated target process
2310  * @start: start of the region to mark for exclusive device access
2311  * @end: end address of region
2312  * @pages: returns the pages which were successfully marked for exclusive access
2313  * @owner: passed to MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE range notifier to allow filtering
2314  *
2315  * Returns: number of pages found in the range by GUP. A page is marked for
2316  * exclusive access only if the page pointer is non-NULL.
2317  *
2318  * This function finds ptes mapping page(s) to the given address range, locks
2319  * them and replaces mappings with special swap entries preventing userspace CPU
2320  * access. On fault these entries are replaced with the original mapping after
2321  * calling MMU notifiers.
2322  *
2323  * A driver using this to program access from a device must use a mmu notifier
2324  * critical section to hold a device specific lock during programming. Once
2325  * programming is complete it should drop the page lock and reference after
2326  * which point CPU access to the page will revoke the exclusive access.
2327  */
2328 int make_device_exclusive_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
2329                                 unsigned long end, struct page **pages,
2330                                 void *owner)
2331 {
2332         long npages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2333         long i;
2334
2335         npages = get_user_pages_remote(mm, start, npages,
2336                                        FOLL_GET | FOLL_WRITE | FOLL_SPLIT_PMD,
2337                                        pages, NULL);
2338         if (npages < 0)
2339                 return npages;
2340
2341         for (i = 0; i < npages; i++, start += PAGE_SIZE) {
2342                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2343                 if (PageTail(pages[i]) || !folio_trylock(folio)) {
2344                         folio_put(folio);
2345                         pages[i] = NULL;
2346                         continue;
2347                 }
2348
2349                 if (!folio_make_device_exclusive(folio, mm, start, owner)) {
2350                         folio_unlock(folio);
2351                         folio_put(folio);
2352                         pages[i] = NULL;
2353                 }
2354         }
2355
2356         return npages;
2357 }
2358 EXPORT_SYMBOL_GPL(make_device_exclusive_range);
2359 #endif
2360
2361 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
2362 {
2363         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
2364
2365         anon_vma_free(anon_vma);
2366         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
2367                 anon_vma_free(root);
2368 }
2369
2370 static struct anon_vma *rmap_walk_anon_lock(struct folio *folio,
2371                                             struct rmap_walk_control *rwc)
2372 {
2373         struct anon_vma *anon_vma;
2374
2375         if (rwc->anon_lock)
2376                 return rwc->anon_lock(folio, rwc);
2377
2378         /*
2379          * Note: remove_migration_ptes() cannot use folio_lock_anon_vma_read()
2380          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
2381          * are holding mmap_lock. Users without mmap_lock are required to
2382          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
2383          */
2384         anon_vma = folio_anon_vma(folio);
2385         if (!anon_vma)
2386                 return NULL;
2387
2388         if (anon_vma_trylock_read(anon_vma))
2389                 goto out;
2390
2391         if (rwc->try_lock) {
2392                 anon_vma = NULL;
2393                 rwc->contended = true;
2394                 goto out;
2395         }
2396
2397         anon_vma_lock_read(anon_vma);
2398 out:
2399         return anon_vma;
2400 }
2401
2402 /*
2403  * rmap_walk_anon - do something to anonymous page using the object-based
2404  * rmap method
2405  * @page: the page to be handled
2406  * @rwc: control variable according to each walk type
2407  *
2408  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
2409  * contained in the anon_vma struct it points to.
2410  */
2411 static void rmap_walk_anon(struct folio *folio,
2412                 struct rmap_walk_control *rwc, bool locked)
2413 {
2414         struct anon_vma *anon_vma;
2415         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
2416         struct anon_vma_chain *avc;
2417
2418         if (locked) {
2419                 anon_vma = folio_anon_vma(folio);
2420                 /* anon_vma disappear under us? */
2421                 VM_BUG_ON_FOLIO(!anon_vma, folio);
2422         } else {
2423                 anon_vma = rmap_walk_anon_lock(folio, rwc);
2424         }
2425         if (!anon_vma)
2426                 return;
2427
2428         pgoff_start = folio_pgoff(folio);
2429         pgoff_end = pgoff_start + folio_nr_pages(folio) - 1;
2430         anon_vma_interval_tree_foreach(avc, &anon_vma->rb_root,
2431                         pgoff_start, pgoff_end) {
2432                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
2433                 unsigned long address = vma_address(&folio->page, vma);
2434
2435                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
2436                 cond_resched();
2437
2438                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
2439                         continue;
2440
2441                 if (!rwc->rmap_one(folio, vma, address, rwc->arg))
2442                         break;
2443                 if (rwc->done && rwc->done(folio))
2444                         break;
2445         }
2446
2447         if (!locked)
2448                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
2449 }
2450
2451 /*
2452  * rmap_walk_file - do something to file page using the object-based rmap method
2453  * @page: the page to be handled
2454  * @rwc: control variable according to each walk type
2455  *
2456  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
2457  * contained in the address_space struct it points to.
2458  */
2459 static void rmap_walk_file(struct folio *folio,
2460                 struct rmap_walk_control *rwc, bool locked)
2461 {
2462         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
2463         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
2464         struct vm_area_struct *vma;
2465
2466         /*
2467          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
2468          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
2469          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
2470          * so we can safely take mapping->i_mmap_rwsem.
2471          */
2472         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
2473
2474         if (!mapping)
2475                 return;
2476
2477         pgoff_start = folio_pgoff(folio);
2478         pgoff_end = pgoff_start + folio_nr_pages(folio) - 1;
2479         if (!locked) {
2480                 if (i_mmap_trylock_read(mapping))
2481                         goto lookup;
2482
2483                 if (rwc->try_lock) {
2484                         rwc->contended = true;
2485                         return;
2486                 }
2487
2488                 i_mmap_lock_read(mapping);
2489         }
2490 lookup:
2491         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap,
2492                         pgoff_start, pgoff_end) {
2493                 unsigned long address = vma_address(&folio->page, vma);
2494
2495                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
2496                 cond_resched();
2497
2498                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
2499                         continue;
2500
2501                 if (!rwc->rmap_one(folio, vma, address, rwc->arg))
2502                         goto done;
2503                 if (rwc->done && rwc->done(folio))
2504                         goto done;
2505         }
2506
2507 done:
2508         if (!locked)
2509                 i_mmap_unlock_read(mapping);
2510 }
2511
2512 void rmap_walk(struct folio *folio, struct rmap_walk_control *rwc)
2513 {
2514         if (unlikely(folio_test_ksm(folio)))
2515                 rmap_walk_ksm(folio, rwc);
2516         else if (folio_test_anon(folio))
2517                 rmap_walk_anon(folio, rwc, false);
2518         else
2519                 rmap_walk_file(folio, rwc, false);
2520 }
2521
2522 /* Like rmap_walk, but caller holds relevant rmap lock */
2523 void rmap_walk_locked(struct folio *folio, struct rmap_walk_control *rwc)
2524 {
2525         /* no ksm support for now */
2526         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_ksm(folio), folio);
2527         if (folio_test_anon(folio))
2528                 rmap_walk_anon(folio, rwc, true);
2529         else
2530                 rmap_walk_file(folio, rwc, true);
2531 }
2532
2533 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2534 /*
2535  * The following two functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
2536  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
2537  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
2538  *
2539  * RMAP_COMPOUND is ignored.
2540  */
2541 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
2542                             unsigned long address, rmap_t flags)
2543 {
2544         struct folio *folio = page_folio(page);
2545         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
2546         int first;
2547
2548         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
2549         BUG_ON(!anon_vma);
2550         /* address might be in next vma when migration races vma_merge */
2551         first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
2552         VM_BUG_ON_PAGE(!first && (flags & RMAP_EXCLUSIVE), page);
2553         VM_BUG_ON_PAGE(!first && PageAnonExclusive(page), page);
2554         if (first)
2555                 __page_set_anon_rmap(folio, page, vma, address,
2556                                      !!(flags & RMAP_EXCLUSIVE));
2557 }
2558
2559 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct folio *folio,
2560                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
2561 {
2562         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
2563         /* increment count (starts at -1) */
2564         atomic_set(&folio->_entire_mapcount, 0);
2565         folio_clear_hugetlb_restore_reserve(folio);
2566         __page_set_anon_rmap(folio, &folio->page, vma, address, 1);
2567 }
2568 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */