zram: use __bio_add_page for adding single page to bio
[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() && pte_young(*pvmw.pte)) {
830                                 lru_gen_look_around(&pvmw);
831                                 referenced++;
832                         }
833
834                         if (ptep_clear_flush_young_notify(vma, address,
835                                                 pvmw.pte))
836                                 referenced++;
837                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)) {
838                         if (pmdp_clear_flush_young_notify(vma, address,
839                                                 pvmw.pmd))
840                                 referenced++;
841                 } else {
842                         /* unexpected pmd-mapped folio? */
843                         WARN_ON_ONCE(1);
844                 }
845
846                 pra->mapcount--;
847         }
848
849         if (referenced)
850                 folio_clear_idle(folio);
851         if (folio_test_clear_young(folio))
852                 referenced++;
853
854         if (referenced) {
855                 pra->referenced++;
856                 pra->vm_flags |= vma->vm_flags & ~VM_LOCKED;
857         }
858
859         if (!pra->mapcount)
860                 return false; /* To break the loop */
861
862         return true;
863 }
864
865 static bool invalid_folio_referenced_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
866 {
867         struct folio_referenced_arg *pra = arg;
868         struct mem_cgroup *memcg = pra->memcg;
869
870         /*
871          * Ignore references from this mapping if it has no recency. If the
872          * folio has been used in another mapping, we will catch it; if this
873          * other mapping is already gone, the unmap path will have set the
874          * referenced flag or activated the folio in zap_pte_range().
875          */
876         if (!vma_has_recency(vma))
877                 return true;
878
879         /*
880          * If we are reclaiming on behalf of a cgroup, skip counting on behalf
881          * of references from different cgroups.
882          */
883         if (memcg && !mm_match_cgroup(vma->vm_mm, memcg))
884                 return true;
885
886         return false;
887 }
888
889 /**
890  * folio_referenced() - Test if the folio was referenced.
891  * @folio: The folio to test.
892  * @is_locked: Caller holds lock on the folio.
893  * @memcg: target memory cgroup
894  * @vm_flags: A combination of all the vma->vm_flags which referenced the folio.
895  *
896  * Quick test_and_clear_referenced for all mappings of a folio,
897  *
898  * Return: The number of mappings which referenced the folio. Return -1 if
899  * the function bailed out due to rmap lock contention.
900  */
901 int folio_referenced(struct folio *folio, int is_locked,
902                      struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *vm_flags)
903 {
904         int we_locked = 0;
905         struct folio_referenced_arg pra = {
906                 .mapcount = folio_mapcount(folio),
907                 .memcg = memcg,
908         };
909         struct rmap_walk_control rwc = {
910                 .rmap_one = folio_referenced_one,
911                 .arg = (void *)&pra,
912                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
913                 .try_lock = true,
914                 .invalid_vma = invalid_folio_referenced_vma,
915         };
916
917         *vm_flags = 0;
918         if (!pra.mapcount)
919                 return 0;
920
921         if (!folio_raw_mapping(folio))
922                 return 0;
923
924         if (!is_locked && (!folio_test_anon(folio) || folio_test_ksm(folio))) {
925                 we_locked = folio_trylock(folio);
926                 if (!we_locked)
927                         return 1;
928         }
929
930         rmap_walk(folio, &rwc);
931         *vm_flags = pra.vm_flags;
932
933         if (we_locked)
934                 folio_unlock(folio);
935
936         return rwc.contended ? -1 : pra.referenced;
937 }
938
939 static int page_vma_mkclean_one(struct page_vma_mapped_walk *pvmw)
940 {
941         int cleaned = 0;
942         struct vm_area_struct *vma = pvmw->vma;
943         struct mmu_notifier_range range;
944         unsigned long address = pvmw->address;
945
946         /*
947          * We have to assume the worse case ie pmd for invalidation. Note that
948          * the folio can not be freed from this function.
949          */
950         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_PROTECTION_PAGE, 0,
951                                 vma->vm_mm, address, vma_address_end(pvmw));
952         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
953
954         while (page_vma_mapped_walk(pvmw)) {
955                 int ret = 0;
956
957                 address = pvmw->address;
958                 if (pvmw->pte) {
959                         pte_t entry;
960                         pte_t *pte = pvmw->pte;
961
962                         if (!pte_dirty(*pte) && !pte_write(*pte))
963                                 continue;
964
965                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
966                         entry = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
967                         entry = pte_wrprotect(entry);
968                         entry = pte_mkclean(entry);
969                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
970                         ret = 1;
971                 } else {
972 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
973                         pmd_t *pmd = pvmw->pmd;
974                         pmd_t entry;
975
976                         if (!pmd_dirty(*pmd) && !pmd_write(*pmd))
977                                 continue;
978
979                         flush_cache_range(vma, address,
980                                           address + HPAGE_PMD_SIZE);
981                         entry = pmdp_invalidate(vma, address, pmd);
982                         entry = pmd_wrprotect(entry);
983                         entry = pmd_mkclean(entry);
984                         set_pmd_at(vma->vm_mm, address, pmd, entry);
985                         ret = 1;
986 #else
987                         /* unexpected pmd-mapped folio? */
988                         WARN_ON_ONCE(1);
989 #endif
990                 }
991
992                 /*
993                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() as we are
994                  * downgrading page table protection not changing it to point
995                  * to a new page.
996                  *
997                  * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
998                  */
999                 if (ret)
1000                         cleaned++;
1001         }
1002
1003         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
1004
1005         return cleaned;
1006 }
1007
1008 static bool page_mkclean_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1009                              unsigned long address, void *arg)
1010 {
1011         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, PVMW_SYNC);
1012         int *cleaned = arg;
1013
1014         *cleaned += page_vma_mkclean_one(&pvmw);
1015
1016         return true;
1017 }
1018
1019 static bool invalid_mkclean_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1020 {
1021         if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
1022                 return false;
1023
1024         return true;
1025 }
1026
1027 int folio_mkclean(struct folio *folio)
1028 {
1029         int cleaned = 0;
1030         struct address_space *mapping;
1031         struct rmap_walk_control rwc = {
1032                 .arg = (void *)&cleaned,
1033                 .rmap_one = page_mkclean_one,
1034                 .invalid_vma = invalid_mkclean_vma,
1035         };
1036
1037         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
1038
1039         if (!folio_mapped(folio))
1040                 return 0;
1041
1042         mapping = folio_mapping(folio);
1043         if (!mapping)
1044                 return 0;
1045
1046         rmap_walk(folio, &rwc);
1047
1048         return cleaned;
1049 }
1050 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_mkclean);
1051
1052 /**
1053  * pfn_mkclean_range - Cleans the PTEs (including PMDs) mapped with range of
1054  *                     [@pfn, @pfn + @nr_pages) at the specific offset (@pgoff)
1055  *                     within the @vma of shared mappings. And since clean PTEs
1056  *                     should also be readonly, write protects them too.
1057  * @pfn: start pfn.
1058  * @nr_pages: number of physically contiguous pages srarting with @pfn.
1059  * @pgoff: page offset that the @pfn mapped with.
1060  * @vma: vma that @pfn mapped within.
1061  *
1062  * Returns the number of cleaned PTEs (including PMDs).
1063  */
1064 int pfn_mkclean_range(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages, pgoff_t pgoff,
1065                       struct vm_area_struct *vma)
1066 {
1067         struct page_vma_mapped_walk pvmw = {
1068                 .pfn            = pfn,
1069                 .nr_pages       = nr_pages,
1070                 .pgoff          = pgoff,
1071                 .vma            = vma,
1072                 .flags          = PVMW_SYNC,
1073         };
1074
1075         if (invalid_mkclean_vma(vma, NULL))
1076                 return 0;
1077
1078         pvmw.address = vma_pgoff_address(pgoff, nr_pages, vma);
1079         VM_BUG_ON_VMA(pvmw.address == -EFAULT, vma);
1080
1081         return page_vma_mkclean_one(&pvmw);
1082 }
1083
1084 int folio_total_mapcount(struct folio *folio)
1085 {
1086         int mapcount = folio_entire_mapcount(folio);
1087         int nr_pages;
1088         int i;
1089
1090         /* In the common case, avoid the loop when no pages mapped by PTE */
1091         if (folio_nr_pages_mapped(folio) == 0)
1092                 return mapcount;
1093         /*
1094          * Add all the PTE mappings of those pages mapped by PTE.
1095          * Limit the loop to folio_nr_pages_mapped()?
1096          * Perhaps: given all the raciness, that may be a good or a bad idea.
1097          */
1098         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
1099         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1100                 mapcount += atomic_read(&folio_page(folio, i)->_mapcount);
1101
1102         /* But each of those _mapcounts was based on -1 */
1103         mapcount += nr_pages;
1104         return mapcount;
1105 }
1106
1107 /**
1108  * page_move_anon_rmap - move a page to our anon_vma
1109  * @page:       the page to move to our anon_vma
1110  * @vma:        the vma the page belongs to
1111  *
1112  * When a page belongs exclusively to one process after a COW event,
1113  * that page can be moved into the anon_vma that belongs to just that
1114  * process, so the rmap code will not search the parent or sibling
1115  * processes.
1116  */
1117 void page_move_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma)
1118 {
1119         void *anon_vma = vma->anon_vma;
1120         struct folio *folio = page_folio(page);
1121
1122         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1123         VM_BUG_ON_VMA(!anon_vma, vma);
1124
1125         anon_vma += PAGE_MAPPING_ANON;
1126         /*
1127          * Ensure that anon_vma and the PAGE_MAPPING_ANON bit are written
1128          * simultaneously, so a concurrent reader (eg folio_referenced()'s
1129          * folio_test_anon()) will not see one without the other.
1130          */
1131         WRITE_ONCE(folio->mapping, anon_vma);
1132         SetPageAnonExclusive(page);
1133 }
1134
1135 /**
1136  * __page_set_anon_rmap - set up new anonymous rmap
1137  * @folio:      Folio which contains page.
1138  * @page:       Page to add to rmap.
1139  * @vma:        VM area to add page to.
1140  * @address:    User virtual address of the mapping     
1141  * @exclusive:  the page is exclusively owned by the current process
1142  */
1143 static void __page_set_anon_rmap(struct folio *folio, struct page *page,
1144         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, int exclusive)
1145 {
1146         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
1147
1148         BUG_ON(!anon_vma);
1149
1150         if (folio_test_anon(folio))
1151                 goto out;
1152
1153         /*
1154          * If the page isn't exclusively mapped into this vma,
1155          * we must use the _oldest_ possible anon_vma for the
1156          * page mapping!
1157          */
1158         if (!exclusive)
1159                 anon_vma = anon_vma->root;
1160
1161         /*
1162          * page_idle does a lockless/optimistic rmap scan on folio->mapping.
1163          * Make sure the compiler doesn't split the stores of anon_vma and
1164          * the PAGE_MAPPING_ANON type identifier, otherwise the rmap code
1165          * could mistake the mapping for a struct address_space and crash.
1166          */
1167         anon_vma = (void *) anon_vma + PAGE_MAPPING_ANON;
1168         WRITE_ONCE(folio->mapping, (struct address_space *) anon_vma);
1169         folio->index = linear_page_index(vma, address);
1170 out:
1171         if (exclusive)
1172                 SetPageAnonExclusive(page);
1173 }
1174
1175 /**
1176  * __page_check_anon_rmap - sanity check anonymous rmap addition
1177  * @page:       the page to add the mapping to
1178  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1179  * @address:    the user virtual address mapped
1180  */
1181 static void __page_check_anon_rmap(struct page *page,
1182         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
1183 {
1184         struct folio *folio = page_folio(page);
1185         /*
1186          * The page's anon-rmap details (mapping and index) are guaranteed to
1187          * be set up correctly at this point.
1188          *
1189          * We have exclusion against page_add_anon_rmap because the caller
1190          * always holds the page locked.
1191          *
1192          * We have exclusion against page_add_new_anon_rmap because those pages
1193          * are initially only visible via the pagetables, and the pte is locked
1194          * over the call to page_add_new_anon_rmap.
1195          */
1196         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_anon_vma(folio)->root != vma->anon_vma->root,
1197                         folio);
1198         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != linear_page_index(vma, address),
1199                        page);
1200 }
1201
1202 /**
1203  * page_add_anon_rmap - add pte mapping to an anonymous page
1204  * @page:       the page to add the mapping to
1205  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1206  * @address:    the user virtual address mapped
1207  * @flags:      the rmap flags
1208  *
1209  * The caller needs to hold the pte lock, and the page must be locked in
1210  * the anon_vma case: to serialize mapping,index checking after setting,
1211  * and to ensure that PageAnon is not being upgraded racily to PageKsm
1212  * (but PageKsm is never downgraded to PageAnon).
1213  */
1214 void page_add_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1215                 unsigned long address, rmap_t flags)
1216 {
1217         struct folio *folio = page_folio(page);
1218         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1219         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1220         bool compound = flags & RMAP_COMPOUND;
1221         bool first = true;
1222
1223         /* Is page being mapped by PTE? Is this its first map to be added? */
1224         if (likely(!compound)) {
1225                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1226                 nr = first;
1227                 if (first && folio_test_large(folio)) {
1228                         nr = atomic_inc_return_relaxed(mapped);
1229                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1230                 }
1231         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1232                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1233
1234                 first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
1235                 if (first) {
1236                         nr = atomic_add_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1237                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED + COMPOUND_MAPPED)) {
1238                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1239                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1240                                 /* Raced ahead of a remove and another add? */
1241                                 if (unlikely(nr < 0))
1242                                         nr = 0;
1243                         } else {
1244                                 /* Raced ahead of a remove of COMPOUND_MAPPED */
1245                                 nr = 0;
1246                         }
1247                 }
1248         }
1249
1250         VM_BUG_ON_PAGE(!first && (flags & RMAP_EXCLUSIVE), page);
1251         VM_BUG_ON_PAGE(!first && PageAnonExclusive(page), page);
1252
1253         if (nr_pmdmapped)
1254                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_THPS, nr_pmdmapped);
1255         if (nr)
1256                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_MAPPED, nr);
1257
1258         if (likely(!folio_test_ksm(folio))) {
1259                 /* address might be in next vma when migration races vma_merge */
1260                 if (first)
1261                         __page_set_anon_rmap(folio, page, vma, address,
1262                                              !!(flags & RMAP_EXCLUSIVE));
1263                 else
1264                         __page_check_anon_rmap(page, vma, address);
1265         }
1266
1267         mlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1268 }
1269
1270 /**
1271  * folio_add_new_anon_rmap - Add mapping to a new anonymous folio.
1272  * @folio:      The folio to add the mapping to.
1273  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1274  * @address:    the user virtual address mapped
1275  *
1276  * Like page_add_anon_rmap() but must only be called on *new* folios.
1277  * This means the inc-and-test can be bypassed.
1278  * The folio does not have to be locked.
1279  *
1280  * If the folio is large, it is accounted as a THP.  As the folio
1281  * is new, it's assumed to be mapped exclusively by a single process.
1282  */
1283 void folio_add_new_anon_rmap(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1284                 unsigned long address)
1285 {
1286         int nr;
1287
1288         VM_BUG_ON_VMA(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end, vma);
1289         __folio_set_swapbacked(folio);
1290
1291         if (likely(!folio_test_pmd_mappable(folio))) {
1292                 /* increment count (starts at -1) */
1293                 atomic_set(&folio->_mapcount, 0);
1294                 nr = 1;
1295         } else {
1296                 /* increment count (starts at -1) */
1297                 atomic_set(&folio->_entire_mapcount, 0);
1298                 atomic_set(&folio->_nr_pages_mapped, COMPOUND_MAPPED);
1299                 nr = folio_nr_pages(folio);
1300                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_THPS, nr);
1301         }
1302
1303         __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_ANON_MAPPED, nr);
1304         __page_set_anon_rmap(folio, &folio->page, vma, address, 1);
1305 }
1306
1307 /**
1308  * page_add_file_rmap - add pte mapping to a file page
1309  * @page:       the page to add the mapping to
1310  * @vma:        the vm area in which the mapping is added
1311  * @compound:   charge the page as compound or small page
1312  *
1313  * The caller needs to hold the pte lock.
1314  */
1315 void page_add_file_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1316                 bool compound)
1317 {
1318         struct folio *folio = page_folio(page);
1319         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1320         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1321         bool first;
1322
1323         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageTransHuge(page), page);
1324
1325         /* Is page being mapped by PTE? Is this its first map to be added? */
1326         if (likely(!compound)) {
1327                 first = atomic_inc_and_test(&page->_mapcount);
1328                 nr = first;
1329                 if (first && folio_test_large(folio)) {
1330                         nr = atomic_inc_return_relaxed(mapped);
1331                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1332                 }
1333         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1334                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1335
1336                 first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
1337                 if (first) {
1338                         nr = atomic_add_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1339                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED + COMPOUND_MAPPED)) {
1340                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1341                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1342                                 /* Raced ahead of a remove and another add? */
1343                                 if (unlikely(nr < 0))
1344                                         nr = 0;
1345                         } else {
1346                                 /* Raced ahead of a remove of COMPOUND_MAPPED */
1347                                 nr = 0;
1348                         }
1349                 }
1350         }
1351
1352         if (nr_pmdmapped)
1353                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, folio_test_swapbacked(folio) ?
1354                         NR_SHMEM_PMDMAPPED : NR_FILE_PMDMAPPED, nr_pmdmapped);
1355         if (nr)
1356                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_FILE_MAPPED, nr);
1357
1358         mlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1359 }
1360
1361 /**
1362  * page_remove_rmap - take down pte mapping from a page
1363  * @page:       page to remove mapping from
1364  * @vma:        the vm area from which the mapping is removed
1365  * @compound:   uncharge the page as compound or small page
1366  *
1367  * The caller needs to hold the pte lock.
1368  */
1369 void page_remove_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
1370                 bool compound)
1371 {
1372         struct folio *folio = page_folio(page);
1373         atomic_t *mapped = &folio->_nr_pages_mapped;
1374         int nr = 0, nr_pmdmapped = 0;
1375         bool last;
1376         enum node_stat_item idx;
1377
1378         VM_BUG_ON_PAGE(compound && !PageHead(page), page);
1379
1380         /* Hugetlb pages are not counted in NR_*MAPPED */
1381         if (unlikely(folio_test_hugetlb(folio))) {
1382                 /* hugetlb pages are always mapped with pmds */
1383                 atomic_dec(&folio->_entire_mapcount);
1384                 return;
1385         }
1386
1387         /* Is page being unmapped by PTE? Is this its last map to be removed? */
1388         if (likely(!compound)) {
1389                 last = atomic_add_negative(-1, &page->_mapcount);
1390                 nr = last;
1391                 if (last && folio_test_large(folio)) {
1392                         nr = atomic_dec_return_relaxed(mapped);
1393                         nr = (nr < COMPOUND_MAPPED);
1394                 }
1395         } else if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
1396                 /* That test is redundant: it's for safety or to optimize out */
1397
1398                 last = atomic_add_negative(-1, &folio->_entire_mapcount);
1399                 if (last) {
1400                         nr = atomic_sub_return_relaxed(COMPOUND_MAPPED, mapped);
1401                         if (likely(nr < COMPOUND_MAPPED)) {
1402                                 nr_pmdmapped = folio_nr_pages(folio);
1403                                 nr = nr_pmdmapped - (nr & FOLIO_PAGES_MAPPED);
1404                                 /* Raced ahead of another remove and an add? */
1405                                 if (unlikely(nr < 0))
1406                                         nr = 0;
1407                         } else {
1408                                 /* An add of COMPOUND_MAPPED raced ahead */
1409                                 nr = 0;
1410                         }
1411                 }
1412         }
1413
1414         if (nr_pmdmapped) {
1415                 if (folio_test_anon(folio))
1416                         idx = NR_ANON_THPS;
1417                 else if (folio_test_swapbacked(folio))
1418                         idx = NR_SHMEM_PMDMAPPED;
1419                 else
1420                         idx = NR_FILE_PMDMAPPED;
1421                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, idx, -nr_pmdmapped);
1422         }
1423         if (nr) {
1424                 idx = folio_test_anon(folio) ? NR_ANON_MAPPED : NR_FILE_MAPPED;
1425                 __lruvec_stat_mod_folio(folio, idx, -nr);
1426
1427                 /*
1428                  * Queue anon THP for deferred split if at least one
1429                  * page of the folio is unmapped and at least one page
1430                  * is still mapped.
1431                  */
1432                 if (folio_test_pmd_mappable(folio) && folio_test_anon(folio))
1433                         if (!compound || nr < nr_pmdmapped)
1434                                 deferred_split_folio(folio);
1435         }
1436
1437         /*
1438          * It would be tidy to reset folio_test_anon mapping when fully
1439          * unmapped, but that might overwrite a racing page_add_anon_rmap
1440          * which increments mapcount after us but sets mapping before us:
1441          * so leave the reset to free_pages_prepare, and remember that
1442          * it's only reliable while mapped.
1443          */
1444
1445         munlock_vma_folio(folio, vma, compound);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument
1450  */
1451 static bool try_to_unmap_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1452                      unsigned long address, void *arg)
1453 {
1454         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1455         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
1456         pte_t pteval;
1457         struct page *subpage;
1458         bool anon_exclusive, ret = true;
1459         struct mmu_notifier_range range;
1460         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)(long)arg;
1461
1462         /*
1463          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1464          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1465          * try_to_unmap() may return before page_mapped() has become false,
1466          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1467          */
1468         if (flags & TTU_SYNC)
1469                 pvmw.flags = PVMW_SYNC;
1470
1471         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD)
1472                 split_huge_pmd_address(vma, address, false, folio);
1473
1474         /*
1475          * For THP, we have to assume the worse case ie pmd for invalidation.
1476          * For hugetlb, it could be much worse if we need to do pud
1477          * invalidation in the case of pmd sharing.
1478          *
1479          * Note that the folio can not be freed in this function as call of
1480          * try_to_unmap() must hold a reference on the folio.
1481          */
1482         range.end = vma_address_end(&pvmw);
1483         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_CLEAR, 0, vma->vm_mm,
1484                                 address, range.end);
1485         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1486                 /*
1487                  * If sharing is possible, start and end will be adjusted
1488                  * accordingly.
1489                  */
1490                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &range.start,
1491                                                      &range.end);
1492         }
1493         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
1494
1495         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1496                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1497                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
1498
1499                 /*
1500                  * If the folio is in an mlock()d vma, we must not swap it out.
1501                  */
1502                 if (!(flags & TTU_IGNORE_MLOCK) &&
1503                     (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
1504                         /* Restore the mlock which got missed */
1505                         mlock_vma_folio(folio, vma, false);
1506                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1507                         ret = false;
1508                         break;
1509                 }
1510
1511                 subpage = folio_page(folio,
1512                                         pte_pfn(*pvmw.pte) - folio_pfn(folio));
1513                 address = pvmw.address;
1514                 anon_exclusive = folio_test_anon(folio) &&
1515                                  PageAnonExclusive(subpage);
1516
1517                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1518                         bool anon = folio_test_anon(folio);
1519
1520                         /*
1521                          * The try_to_unmap() is only passed a hugetlb page
1522                          * in the case where the hugetlb page is poisoned.
1523                          */
1524                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHWPoison(subpage), subpage);
1525                         /*
1526                          * huge_pmd_unshare may unmap an entire PMD page.
1527                          * There is no way of knowing exactly which PMDs may
1528                          * be cached for this mm, so we must flush them all.
1529                          * start/end were already adjusted above to cover this
1530                          * range.
1531                          */
1532                         flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1533
1534                         /*
1535                          * To call huge_pmd_unshare, i_mmap_rwsem must be
1536                          * held in write mode.  Caller needs to explicitly
1537                          * do this outside rmap routines.
1538                          *
1539                          * We also must hold hugetlb vma_lock in write mode.
1540                          * Lock order dictates acquiring vma_lock BEFORE
1541                          * i_mmap_rwsem.  We can only try lock here and fail
1542                          * if unsuccessful.
1543                          */
1544                         if (!anon) {
1545                                 VM_BUG_ON(!(flags & TTU_RMAP_LOCKED));
1546                                 if (!hugetlb_vma_trylock_write(vma)) {
1547                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1548                                         ret = false;
1549                                         break;
1550                                 }
1551                                 if (huge_pmd_unshare(mm, vma, address, pvmw.pte)) {
1552                                         hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1553                                         flush_tlb_range(vma,
1554                                                 range.start, range.end);
1555                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1556                                                 range.start, range.end);
1557                                         /*
1558                                          * The ref count of the PMD page was
1559                                          * dropped which is part of the way map
1560                                          * counting is done for shared PMDs.
1561                                          * Return 'true' here.  When there is
1562                                          * no other sharing, huge_pmd_unshare
1563                                          * returns false and we will unmap the
1564                                          * actual page and drop map count
1565                                          * to zero.
1566                                          */
1567                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1568                                         break;
1569                                 }
1570                                 hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1571                         }
1572                         pteval = huge_ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1573                 } else {
1574                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pvmw.pte));
1575                         /* Nuke the page table entry. */
1576                         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1577                                 /*
1578                                  * We clear the PTE but do not flush so potentially
1579                                  * a remote CPU could still be writing to the folio.
1580                                  * If the entry was previously clean then the
1581                                  * architecture must guarantee that a clear->dirty
1582                                  * transition on a cached TLB entry is written through
1583                                  * and traps if the PTE is unmapped.
1584                                  */
1585                                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1586
1587                                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pteval);
1588                         } else {
1589                                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1590                         }
1591                 }
1592
1593                 /*
1594                  * Now the pte is cleared. If this pte was uffd-wp armed,
1595                  * we may want to replace a none pte with a marker pte if
1596                  * it's file-backed, so we don't lose the tracking info.
1597                  */
1598                 pte_install_uffd_wp_if_needed(vma, address, pvmw.pte, pteval);
1599
1600                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
1601                 if (pte_dirty(pteval))
1602                         folio_mark_dirty(folio);
1603
1604                 /* Update high watermark before we lower rss */
1605                 update_hiwater_rss(mm);
1606
1607                 if (PageHWPoison(subpage) && (flags & TTU_HWPOISON)) {
1608                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
1609                         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1610                                 hugetlb_count_sub(folio_nr_pages(folio), mm);
1611                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1612                         } else {
1613                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
1614                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1615                         }
1616
1617                 } else if (pte_unused(pteval) && !userfaultfd_armed(vma)) {
1618                         /*
1619                          * The guest indicated that the page content is of no
1620                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
1621                          * will take care of the rest.
1622                          * A future reference will then fault in a new zero
1623                          * page. When userfaultfd is active, we must not drop
1624                          * this page though, as its main user (postcopy
1625                          * migration) will not expect userfaults on already
1626                          * copied pages.
1627                          */
1628                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
1629                         /* We have to invalidate as we cleared the pte */
1630                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1631                                                       address + PAGE_SIZE);
1632                 } else if (folio_test_anon(folio)) {
1633                         swp_entry_t entry = { .val = page_private(subpage) };
1634                         pte_t swp_pte;
1635                         /*
1636                          * Store the swap location in the pte.
1637                          * See handle_pte_fault() ...
1638                          */
1639                         if (unlikely(folio_test_swapbacked(folio) !=
1640                                         folio_test_swapcache(folio))) {
1641                                 WARN_ON_ONCE(1);
1642                                 ret = false;
1643                                 /* We have to invalidate as we cleared the pte */
1644                                 mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1645                                                         address + PAGE_SIZE);
1646                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1647                                 break;
1648                         }
1649
1650                         /* MADV_FREE page check */
1651                         if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1652                                 int ref_count, map_count;
1653
1654                                 /*
1655                                  * Synchronize with gup_pte_range():
1656                                  * - clear PTE; barrier; read refcount
1657                                  * - inc refcount; barrier; read PTE
1658                                  */
1659                                 smp_mb();
1660
1661                                 ref_count = folio_ref_count(folio);
1662                                 map_count = folio_mapcount(folio);
1663
1664                                 /*
1665                                  * Order reads for page refcount and dirty flag
1666                                  * (see comments in __remove_mapping()).
1667                                  */
1668                                 smp_rmb();
1669
1670                                 /*
1671                                  * The only page refs must be one from isolation
1672                                  * plus the rmap(s) (dropped by discard:).
1673                                  */
1674                                 if (ref_count == 1 + map_count &&
1675                                     !folio_test_dirty(folio)) {
1676                                         /* Invalidate as we cleared the pte */
1677                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1678                                                 address, address + PAGE_SIZE);
1679                                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1680                                         goto discard;
1681                                 }
1682
1683                                 /*
1684                                  * If the folio was redirtied, it cannot be
1685                                  * discarded. Remap the page to page table.
1686                                  */
1687                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1688                                 folio_set_swapbacked(folio);
1689                                 ret = false;
1690                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1691                                 break;
1692                         }
1693
1694                         if (swap_duplicate(entry) < 0) {
1695                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1696                                 ret = false;
1697                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1698                                 break;
1699                         }
1700                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
1701                                 swap_free(entry);
1702                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1703                                 ret = false;
1704                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1705                                 break;
1706                         }
1707
1708                         /* See page_try_share_anon_rmap(): clear PTE first. */
1709                         if (anon_exclusive &&
1710                             page_try_share_anon_rmap(subpage)) {
1711                                 swap_free(entry);
1712                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
1713                                 ret = false;
1714                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1715                                 break;
1716                         }
1717                         if (list_empty(&mm->mmlist)) {
1718                                 spin_lock(&mmlist_lock);
1719                                 if (list_empty(&mm->mmlist))
1720                                         list_add(&mm->mmlist, &init_mm.mmlist);
1721                                 spin_unlock(&mmlist_lock);
1722                         }
1723                         dec_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
1724                         inc_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
1725                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
1726                         if (anon_exclusive)
1727                                 swp_pte = pte_swp_mkexclusive(swp_pte);
1728                         if (pte_soft_dirty(pteval))
1729                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
1730                         if (pte_uffd_wp(pteval))
1731                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
1732                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
1733                         /* Invalidate as we cleared the pte */
1734                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
1735                                                       address + PAGE_SIZE);
1736                 } else {
1737                         /*
1738                          * This is a locked file-backed folio,
1739                          * so it cannot be removed from the page
1740                          * cache and replaced by a new folio before
1741                          * mmu_notifier_invalidate_range_end, so no
1742                          * concurrent thread might update its page table
1743                          * to point at a new folio while a device is
1744                          * still using this folio.
1745                          *
1746                          * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
1747                          */
1748                         dec_mm_counter(mm, mm_counter_file(&folio->page));
1749                 }
1750 discard:
1751                 /*
1752                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() it has be
1753                  * done above for all cases requiring it to happen under page
1754                  * table lock before mmu_notifier_invalidate_range_end()
1755                  *
1756                  * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
1757                  */
1758                 page_remove_rmap(subpage, vma, folio_test_hugetlb(folio));
1759                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
1760                         mlock_drain_local();
1761                 folio_put(folio);
1762         }
1763
1764         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
1765
1766         return ret;
1767 }
1768
1769 static bool invalid_migration_vma(struct vm_area_struct *vma, void *arg)
1770 {
1771         return vma_is_temporary_stack(vma);
1772 }
1773
1774 static int folio_not_mapped(struct folio *folio)
1775 {
1776         return !folio_mapped(folio);
1777 }
1778
1779 /**
1780  * try_to_unmap - Try to remove all page table mappings to a folio.
1781  * @folio: The folio to unmap.
1782  * @flags: action and flags
1783  *
1784  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
1785  * folio.  It is the caller's responsibility to check if the folio is
1786  * still mapped if needed (use TTU_SYNC to prevent accounting races).
1787  *
1788  * Context: Caller must hold the folio lock.
1789  */
1790 void try_to_unmap(struct folio *folio, enum ttu_flags flags)
1791 {
1792         struct rmap_walk_control rwc = {
1793                 .rmap_one = try_to_unmap_one,
1794                 .arg = (void *)flags,
1795                 .done = folio_not_mapped,
1796                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
1797         };
1798
1799         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
1800                 rmap_walk_locked(folio, &rwc);
1801         else
1802                 rmap_walk(folio, &rwc);
1803 }
1804
1805 /*
1806  * @arg: enum ttu_flags will be passed to this argument.
1807  *
1808  * If TTU_SPLIT_HUGE_PMD is specified any PMD mappings will be split into PTEs
1809  * containing migration entries.
1810  */
1811 static bool try_to_migrate_one(struct folio *folio, struct vm_area_struct *vma,
1812                      unsigned long address, void *arg)
1813 {
1814         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1815         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
1816         pte_t pteval;
1817         struct page *subpage;
1818         bool anon_exclusive, ret = true;
1819         struct mmu_notifier_range range;
1820         enum ttu_flags flags = (enum ttu_flags)(long)arg;
1821
1822         /*
1823          * When racing against e.g. zap_pte_range() on another cpu,
1824          * in between its ptep_get_and_clear_full() and page_remove_rmap(),
1825          * try_to_migrate() may return before page_mapped() has become false,
1826          * if page table locking is skipped: use TTU_SYNC to wait for that.
1827          */
1828         if (flags & TTU_SYNC)
1829                 pvmw.flags = PVMW_SYNC;
1830
1831         /*
1832          * unmap_page() in mm/huge_memory.c is the only user of migration with
1833          * TTU_SPLIT_HUGE_PMD and it wants to freeze.
1834          */
1835         if (flags & TTU_SPLIT_HUGE_PMD)
1836                 split_huge_pmd_address(vma, address, true, folio);
1837
1838         /*
1839          * For THP, we have to assume the worse case ie pmd for invalidation.
1840          * For hugetlb, it could be much worse if we need to do pud
1841          * invalidation in the case of pmd sharing.
1842          *
1843          * Note that the page can not be free in this function as call of
1844          * try_to_unmap() must hold a reference on the page.
1845          */
1846         range.end = vma_address_end(&pvmw);
1847         mmu_notifier_range_init(&range, MMU_NOTIFY_CLEAR, 0, vma->vm_mm,
1848                                 address, range.end);
1849         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1850                 /*
1851                  * If sharing is possible, start and end will be adjusted
1852                  * accordingly.
1853                  */
1854                 adjust_range_if_pmd_sharing_possible(vma, &range.start,
1855                                                      &range.end);
1856         }
1857         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
1858
1859         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
1860 #ifdef CONFIG_ARCH_ENABLE_THP_MIGRATION
1861                 /* PMD-mapped THP migration entry */
1862                 if (!pvmw.pte) {
1863                         subpage = folio_page(folio,
1864                                 pmd_pfn(*pvmw.pmd) - folio_pfn(folio));
1865                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_hugetlb(folio) ||
1866                                         !folio_test_pmd_mappable(folio), folio);
1867
1868                         if (set_pmd_migration_entry(&pvmw, subpage)) {
1869                                 ret = false;
1870                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1871                                 break;
1872                         }
1873                         continue;
1874                 }
1875 #endif
1876
1877                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
1878                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
1879
1880                 if (folio_is_zone_device(folio)) {
1881                         /*
1882                          * Our PTE is a non-present device exclusive entry and
1883                          * calculating the subpage as for the common case would
1884                          * result in an invalid pointer.
1885                          *
1886                          * Since only PAGE_SIZE pages can currently be
1887                          * migrated, just set it to page. This will need to be
1888                          * changed when hugepage migrations to device private
1889                          * memory are supported.
1890                          */
1891                         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(folio) > 1, folio);
1892                         subpage = &folio->page;
1893                 } else {
1894                         subpage = folio_page(folio,
1895                                         pte_pfn(*pvmw.pte) - folio_pfn(folio));
1896                 }
1897                 address = pvmw.address;
1898                 anon_exclusive = folio_test_anon(folio) &&
1899                                  PageAnonExclusive(subpage);
1900
1901                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1902                         bool anon = folio_test_anon(folio);
1903
1904                         /*
1905                          * huge_pmd_unshare may unmap an entire PMD page.
1906                          * There is no way of knowing exactly which PMDs may
1907                          * be cached for this mm, so we must flush them all.
1908                          * start/end were already adjusted above to cover this
1909                          * range.
1910                          */
1911                         flush_cache_range(vma, range.start, range.end);
1912
1913                         /*
1914                          * To call huge_pmd_unshare, i_mmap_rwsem must be
1915                          * held in write mode.  Caller needs to explicitly
1916                          * do this outside rmap routines.
1917                          *
1918                          * We also must hold hugetlb vma_lock in write mode.
1919                          * Lock order dictates acquiring vma_lock BEFORE
1920                          * i_mmap_rwsem.  We can only try lock here and
1921                          * fail if unsuccessful.
1922                          */
1923                         if (!anon) {
1924                                 VM_BUG_ON(!(flags & TTU_RMAP_LOCKED));
1925                                 if (!hugetlb_vma_trylock_write(vma)) {
1926                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1927                                         ret = false;
1928                                         break;
1929                                 }
1930                                 if (huge_pmd_unshare(mm, vma, address, pvmw.pte)) {
1931                                         hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1932                                         flush_tlb_range(vma,
1933                                                 range.start, range.end);
1934                                         mmu_notifier_invalidate_range(mm,
1935                                                 range.start, range.end);
1936
1937                                         /*
1938                                          * The ref count of the PMD page was
1939                                          * dropped which is part of the way map
1940                                          * counting is done for shared PMDs.
1941                                          * Return 'true' here.  When there is
1942                                          * no other sharing, huge_pmd_unshare
1943                                          * returns false and we will unmap the
1944                                          * actual page and drop map count
1945                                          * to zero.
1946                                          */
1947                                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
1948                                         break;
1949                                 }
1950                                 hugetlb_vma_unlock_write(vma);
1951                         }
1952                         /* Nuke the hugetlb page table entry */
1953                         pteval = huge_ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1954                 } else {
1955                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pvmw.pte));
1956                         /* Nuke the page table entry. */
1957                         if (should_defer_flush(mm, flags)) {
1958                                 /*
1959                                  * We clear the PTE but do not flush so potentially
1960                                  * a remote CPU could still be writing to the folio.
1961                                  * If the entry was previously clean then the
1962                                  * architecture must guarantee that a clear->dirty
1963                                  * transition on a cached TLB entry is written through
1964                                  * and traps if the PTE is unmapped.
1965                                  */
1966                                 pteval = ptep_get_and_clear(mm, address, pvmw.pte);
1967
1968                                 set_tlb_ubc_flush_pending(mm, pteval);
1969                         } else {
1970                                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
1971                         }
1972                 }
1973
1974                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
1975                 if (pte_dirty(pteval))
1976                         folio_mark_dirty(folio);
1977
1978                 /* Update high watermark before we lower rss */
1979                 update_hiwater_rss(mm);
1980
1981                 if (folio_is_device_private(folio)) {
1982                         unsigned long pfn = folio_pfn(folio);
1983                         swp_entry_t entry;
1984                         pte_t swp_pte;
1985
1986                         if (anon_exclusive)
1987                                 BUG_ON(page_try_share_anon_rmap(subpage));
1988
1989                         /*
1990                          * Store the pfn of the page in a special migration
1991                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
1992                          * pte is removed and then restart fault handling.
1993                          */
1994                         entry = pte_to_swp_entry(pteval);
1995                         if (is_writable_device_private_entry(entry))
1996                                 entry = make_writable_migration_entry(pfn);
1997                         else if (anon_exclusive)
1998                                 entry = make_readable_exclusive_migration_entry(pfn);
1999                         else
2000                                 entry = make_readable_migration_entry(pfn);
2001                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2002
2003                         /*
2004                          * pteval maps a zone device page and is therefore
2005                          * a swap pte.
2006                          */
2007                         if (pte_swp_soft_dirty(pteval))
2008                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2009                         if (pte_swp_uffd_wp(pteval))
2010                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2011                         set_pte_at(mm, pvmw.address, pvmw.pte, swp_pte);
2012                         trace_set_migration_pte(pvmw.address, pte_val(swp_pte),
2013                                                 compound_order(&folio->page));
2014                         /*
2015                          * No need to invalidate here it will synchronize on
2016                          * against the special swap migration pte.
2017                          */
2018                 } else if (PageHWPoison(subpage)) {
2019                         pteval = swp_entry_to_pte(make_hwpoison_entry(subpage));
2020                         if (folio_test_hugetlb(folio)) {
2021                                 hugetlb_count_sub(folio_nr_pages(folio), mm);
2022                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2023                         } else {
2024                                 dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
2025                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2026                         }
2027
2028                 } else if (pte_unused(pteval) && !userfaultfd_armed(vma)) {
2029                         /*
2030                          * The guest indicated that the page content is of no
2031                          * interest anymore. Simply discard the pte, vmscan
2032                          * will take care of the rest.
2033                          * A future reference will then fault in a new zero
2034                          * page. When userfaultfd is active, we must not drop
2035                          * this page though, as its main user (postcopy
2036                          * migration) will not expect userfaults on already
2037                          * copied pages.
2038                          */
2039                         dec_mm_counter(mm, mm_counter(&folio->page));
2040                         /* We have to invalidate as we cleared the pte */
2041                         mmu_notifier_invalidate_range(mm, address,
2042                                                       address + PAGE_SIZE);
2043                 } else {
2044                         swp_entry_t entry;
2045                         pte_t swp_pte;
2046
2047                         if (arch_unmap_one(mm, vma, address, pteval) < 0) {
2048                                 if (folio_test_hugetlb(folio))
2049                                         set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2050                                 else
2051                                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2052                                 ret = false;
2053                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2054                                 break;
2055                         }
2056                         VM_BUG_ON_PAGE(pte_write(pteval) && folio_test_anon(folio) &&
2057                                        !anon_exclusive, subpage);
2058
2059                         /* See page_try_share_anon_rmap(): clear PTE first. */
2060                         if (anon_exclusive &&
2061                             page_try_share_anon_rmap(subpage)) {
2062                                 if (folio_test_hugetlb(folio))
2063                                         set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2064                                 else
2065                                         set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, pteval);
2066                                 ret = false;
2067                                 page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2068                                 break;
2069                         }
2070
2071                         /*
2072                          * Store the pfn of the page in a special migration
2073                          * pte. do_swap_page() will wait until the migration
2074                          * pte is removed and then restart fault handling.
2075                          */
2076                         if (pte_write(pteval))
2077                                 entry = make_writable_migration_entry(
2078                                                         page_to_pfn(subpage));
2079                         else if (anon_exclusive)
2080                                 entry = make_readable_exclusive_migration_entry(
2081                                                         page_to_pfn(subpage));
2082                         else
2083                                 entry = make_readable_migration_entry(
2084                                                         page_to_pfn(subpage));
2085                         if (pte_young(pteval))
2086                                 entry = make_migration_entry_young(entry);
2087                         if (pte_dirty(pteval))
2088                                 entry = make_migration_entry_dirty(entry);
2089                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2090                         if (pte_soft_dirty(pteval))
2091                                 swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2092                         if (pte_uffd_wp(pteval))
2093                                 swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2094                         if (folio_test_hugetlb(folio))
2095                                 set_huge_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2096                         else
2097                                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2098                         trace_set_migration_pte(address, pte_val(swp_pte),
2099                                                 compound_order(&folio->page));
2100                         /*
2101                          * No need to invalidate here it will synchronize on
2102                          * against the special swap migration pte.
2103                          */
2104                 }
2105
2106                 /*
2107                  * No need to call mmu_notifier_invalidate_range() it has be
2108                  * done above for all cases requiring it to happen under page
2109                  * table lock before mmu_notifier_invalidate_range_end()
2110                  *
2111                  * See Documentation/mm/mmu_notifier.rst
2112                  */
2113                 page_remove_rmap(subpage, vma, folio_test_hugetlb(folio));
2114                 if (vma->vm_flags & VM_LOCKED)
2115                         mlock_drain_local();
2116                 folio_put(folio);
2117         }
2118
2119         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
2120
2121         return ret;
2122 }
2123
2124 /**
2125  * try_to_migrate - try to replace all page table mappings with swap entries
2126  * @folio: the folio to replace page table entries for
2127  * @flags: action and flags
2128  *
2129  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this folio and
2130  * replace them with special swap entries. Caller must hold the folio lock.
2131  */
2132 void try_to_migrate(struct folio *folio, enum ttu_flags flags)
2133 {
2134         struct rmap_walk_control rwc = {
2135                 .rmap_one = try_to_migrate_one,
2136                 .arg = (void *)flags,
2137                 .done = folio_not_mapped,
2138                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
2139         };
2140
2141         /*
2142          * Migration always ignores mlock and only supports TTU_RMAP_LOCKED and
2143          * TTU_SPLIT_HUGE_PMD, TTU_SYNC, and TTU_BATCH_FLUSH flags.
2144          */
2145         if (WARN_ON_ONCE(flags & ~(TTU_RMAP_LOCKED | TTU_SPLIT_HUGE_PMD |
2146                                         TTU_SYNC | TTU_BATCH_FLUSH)))
2147                 return;
2148
2149         if (folio_is_zone_device(folio) &&
2150             (!folio_is_device_private(folio) && !folio_is_device_coherent(folio)))
2151                 return;
2152
2153         /*
2154          * During exec, a temporary VMA is setup and later moved.
2155          * The VMA is moved under the anon_vma lock but not the
2156          * page tables leading to a race where migration cannot
2157          * find the migration ptes. Rather than increasing the
2158          * locking requirements of exec(), migration skips
2159          * temporary VMAs until after exec() completes.
2160          */
2161         if (!folio_test_ksm(folio) && folio_test_anon(folio))
2162                 rwc.invalid_vma = invalid_migration_vma;
2163
2164         if (flags & TTU_RMAP_LOCKED)
2165                 rmap_walk_locked(folio, &rwc);
2166         else
2167                 rmap_walk(folio, &rwc);
2168 }
2169
2170 #ifdef CONFIG_DEVICE_PRIVATE
2171 struct make_exclusive_args {
2172         struct mm_struct *mm;
2173         unsigned long address;
2174         void *owner;
2175         bool valid;
2176 };
2177
2178 static bool page_make_device_exclusive_one(struct folio *folio,
2179                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, void *priv)
2180 {
2181         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2182         DEFINE_FOLIO_VMA_WALK(pvmw, folio, vma, address, 0);
2183         struct make_exclusive_args *args = priv;
2184         pte_t pteval;
2185         struct page *subpage;
2186         bool ret = true;
2187         struct mmu_notifier_range range;
2188         swp_entry_t entry;
2189         pte_t swp_pte;
2190
2191         mmu_notifier_range_init_owner(&range, MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE, 0,
2192                                       vma->vm_mm, address, min(vma->vm_end,
2193                                       address + folio_size(folio)),
2194                                       args->owner);
2195         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
2196
2197         while (page_vma_mapped_walk(&pvmw)) {
2198                 /* Unexpected PMD-mapped THP? */
2199                 VM_BUG_ON_FOLIO(!pvmw.pte, folio);
2200
2201                 if (!pte_present(*pvmw.pte)) {
2202                         ret = false;
2203                         page_vma_mapped_walk_done(&pvmw);
2204                         break;
2205                 }
2206
2207                 subpage = folio_page(folio,
2208                                 pte_pfn(*pvmw.pte) - folio_pfn(folio));
2209                 address = pvmw.address;
2210
2211                 /* Nuke the page table entry. */
2212                 flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pvmw.pte));
2213                 pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pvmw.pte);
2214
2215                 /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
2216                 if (pte_dirty(pteval))
2217                         folio_mark_dirty(folio);
2218
2219                 /*
2220                  * Check that our target page is still mapped at the expected
2221                  * address.
2222                  */
2223                 if (args->mm == mm && args->address == address &&
2224                     pte_write(pteval))
2225                         args->valid = true;
2226
2227                 /*
2228                  * Store the pfn of the page in a special migration
2229                  * pte. do_swap_page() will wait until the migration
2230                  * pte is removed and then restart fault handling.
2231                  */
2232                 if (pte_write(pteval))
2233                         entry = make_writable_device_exclusive_entry(
2234                                                         page_to_pfn(subpage));
2235                 else
2236                         entry = make_readable_device_exclusive_entry(
2237                                                         page_to_pfn(subpage));
2238                 swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
2239                 if (pte_soft_dirty(pteval))
2240                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
2241                 if (pte_uffd_wp(pteval))
2242                         swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
2243
2244                 set_pte_at(mm, address, pvmw.pte, swp_pte);
2245
2246                 /*
2247                  * There is a reference on the page for the swap entry which has
2248                  * been removed, so shouldn't take another.
2249                  */
2250                 page_remove_rmap(subpage, vma, false);
2251         }
2252
2253         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
2254
2255         return ret;
2256 }
2257
2258 /**
2259  * folio_make_device_exclusive - Mark the folio exclusively owned by a device.
2260  * @folio: The folio to replace page table entries for.
2261  * @mm: The mm_struct where the folio is expected to be mapped.
2262  * @address: Address where the folio is expected to be mapped.
2263  * @owner: passed to MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE range notifier callbacks
2264  *
2265  * Tries to remove all the page table entries which are mapping this
2266  * folio and replace them with special device exclusive swap entries to
2267  * grant a device exclusive access to the folio.
2268  *
2269  * Context: Caller must hold the folio lock.
2270  * Return: false if the page is still mapped, or if it could not be unmapped
2271  * from the expected address. Otherwise returns true (success).
2272  */
2273 static bool folio_make_device_exclusive(struct folio *folio,
2274                 struct mm_struct *mm, unsigned long address, void *owner)
2275 {
2276         struct make_exclusive_args args = {
2277                 .mm = mm,
2278                 .address = address,
2279                 .owner = owner,
2280                 .valid = false,
2281         };
2282         struct rmap_walk_control rwc = {
2283                 .rmap_one = page_make_device_exclusive_one,
2284                 .done = folio_not_mapped,
2285                 .anon_lock = folio_lock_anon_vma_read,
2286                 .arg = &args,
2287         };
2288
2289         /*
2290          * Restrict to anonymous folios for now to avoid potential writeback
2291          * issues.
2292          */
2293         if (!folio_test_anon(folio))
2294                 return false;
2295
2296         rmap_walk(folio, &rwc);
2297
2298         return args.valid && !folio_mapcount(folio);
2299 }
2300
2301 /**
2302  * make_device_exclusive_range() - Mark a range for exclusive use by a device
2303  * @mm: mm_struct of associated target process
2304  * @start: start of the region to mark for exclusive device access
2305  * @end: end address of region
2306  * @pages: returns the pages which were successfully marked for exclusive access
2307  * @owner: passed to MMU_NOTIFY_EXCLUSIVE range notifier to allow filtering
2308  *
2309  * Returns: number of pages found in the range by GUP. A page is marked for
2310  * exclusive access only if the page pointer is non-NULL.
2311  *
2312  * This function finds ptes mapping page(s) to the given address range, locks
2313  * them and replaces mappings with special swap entries preventing userspace CPU
2314  * access. On fault these entries are replaced with the original mapping after
2315  * calling MMU notifiers.
2316  *
2317  * A driver using this to program access from a device must use a mmu notifier
2318  * critical section to hold a device specific lock during programming. Once
2319  * programming is complete it should drop the page lock and reference after
2320  * which point CPU access to the page will revoke the exclusive access.
2321  */
2322 int make_device_exclusive_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
2323                                 unsigned long end, struct page **pages,
2324                                 void *owner)
2325 {
2326         long npages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2327         long i;
2328
2329         npages = get_user_pages_remote(mm, start, npages,
2330                                        FOLL_GET | FOLL_WRITE | FOLL_SPLIT_PMD,
2331                                        pages, NULL, NULL);
2332         if (npages < 0)
2333                 return npages;
2334
2335         for (i = 0; i < npages; i++, start += PAGE_SIZE) {
2336                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2337                 if (PageTail(pages[i]) || !folio_trylock(folio)) {
2338                         folio_put(folio);
2339                         pages[i] = NULL;
2340                         continue;
2341                 }
2342
2343                 if (!folio_make_device_exclusive(folio, mm, start, owner)) {
2344                         folio_unlock(folio);
2345                         folio_put(folio);
2346                         pages[i] = NULL;
2347                 }
2348         }
2349
2350         return npages;
2351 }
2352 EXPORT_SYMBOL_GPL(make_device_exclusive_range);
2353 #endif
2354
2355 void __put_anon_vma(struct anon_vma *anon_vma)
2356 {
2357         struct anon_vma *root = anon_vma->root;
2358
2359         anon_vma_free(anon_vma);
2360         if (root != anon_vma && atomic_dec_and_test(&root->refcount))
2361                 anon_vma_free(root);
2362 }
2363
2364 static struct anon_vma *rmap_walk_anon_lock(struct folio *folio,
2365                                             struct rmap_walk_control *rwc)
2366 {
2367         struct anon_vma *anon_vma;
2368
2369         if (rwc->anon_lock)
2370                 return rwc->anon_lock(folio, rwc);
2371
2372         /*
2373          * Note: remove_migration_ptes() cannot use folio_lock_anon_vma_read()
2374          * because that depends on page_mapped(); but not all its usages
2375          * are holding mmap_lock. Users without mmap_lock are required to
2376          * take a reference count to prevent the anon_vma disappearing
2377          */
2378         anon_vma = folio_anon_vma(folio);
2379         if (!anon_vma)
2380                 return NULL;
2381
2382         if (anon_vma_trylock_read(anon_vma))
2383                 goto out;
2384
2385         if (rwc->try_lock) {
2386                 anon_vma = NULL;
2387                 rwc->contended = true;
2388                 goto out;
2389         }
2390
2391         anon_vma_lock_read(anon_vma);
2392 out:
2393         return anon_vma;
2394 }
2395
2396 /*
2397  * rmap_walk_anon - do something to anonymous page using the object-based
2398  * rmap method
2399  * @page: the page to be handled
2400  * @rwc: control variable according to each walk type
2401  *
2402  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
2403  * contained in the anon_vma struct it points to.
2404  */
2405 static void rmap_walk_anon(struct folio *folio,
2406                 struct rmap_walk_control *rwc, bool locked)
2407 {
2408         struct anon_vma *anon_vma;
2409         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
2410         struct anon_vma_chain *avc;
2411
2412         if (locked) {
2413                 anon_vma = folio_anon_vma(folio);
2414                 /* anon_vma disappear under us? */
2415                 VM_BUG_ON_FOLIO(!anon_vma, folio);
2416         } else {
2417                 anon_vma = rmap_walk_anon_lock(folio, rwc);
2418         }
2419         if (!anon_vma)
2420                 return;
2421
2422         pgoff_start = folio_pgoff(folio);
2423         pgoff_end = pgoff_start + folio_nr_pages(folio) - 1;
2424         anon_vma_interval_tree_foreach(avc, &anon_vma->rb_root,
2425                         pgoff_start, pgoff_end) {
2426                 struct vm_area_struct *vma = avc->vma;
2427                 unsigned long address = vma_address(&folio->page, vma);
2428
2429                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
2430                 cond_resched();
2431
2432                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
2433                         continue;
2434
2435                 if (!rwc->rmap_one(folio, vma, address, rwc->arg))
2436                         break;
2437                 if (rwc->done && rwc->done(folio))
2438                         break;
2439         }
2440
2441         if (!locked)
2442                 anon_vma_unlock_read(anon_vma);
2443 }
2444
2445 /*
2446  * rmap_walk_file - do something to file page using the object-based rmap method
2447  * @page: the page to be handled
2448  * @rwc: control variable according to each walk type
2449  *
2450  * Find all the mappings of a page using the mapping pointer and the vma chains
2451  * contained in the address_space struct it points to.
2452  */
2453 static void rmap_walk_file(struct folio *folio,
2454                 struct rmap_walk_control *rwc, bool locked)
2455 {
2456         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
2457         pgoff_t pgoff_start, pgoff_end;
2458         struct vm_area_struct *vma;
2459
2460         /*
2461          * The page lock not only makes sure that page->mapping cannot
2462          * suddenly be NULLified by truncation, it makes sure that the
2463          * structure at mapping cannot be freed and reused yet,
2464          * so we can safely take mapping->i_mmap_rwsem.
2465          */
2466         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
2467
2468         if (!mapping)
2469                 return;
2470
2471         pgoff_start = folio_pgoff(folio);
2472         pgoff_end = pgoff_start + folio_nr_pages(folio) - 1;
2473         if (!locked) {
2474                 if (i_mmap_trylock_read(mapping))
2475                         goto lookup;
2476
2477                 if (rwc->try_lock) {
2478                         rwc->contended = true;
2479                         return;
2480                 }
2481
2482                 i_mmap_lock_read(mapping);
2483         }
2484 lookup:
2485         vma_interval_tree_foreach(vma, &mapping->i_mmap,
2486                         pgoff_start, pgoff_end) {
2487                 unsigned long address = vma_address(&folio->page, vma);
2488
2489                 VM_BUG_ON_VMA(address == -EFAULT, vma);
2490                 cond_resched();
2491
2492                 if (rwc->invalid_vma && rwc->invalid_vma(vma, rwc->arg))
2493                         continue;
2494
2495                 if (!rwc->rmap_one(folio, vma, address, rwc->arg))
2496                         goto done;
2497                 if (rwc->done && rwc->done(folio))
2498                         goto done;
2499         }
2500
2501 done:
2502         if (!locked)
2503                 i_mmap_unlock_read(mapping);
2504 }
2505
2506 void rmap_walk(struct folio *folio, struct rmap_walk_control *rwc)
2507 {
2508         if (unlikely(folio_test_ksm(folio)))
2509                 rmap_walk_ksm(folio, rwc);
2510         else if (folio_test_anon(folio))
2511                 rmap_walk_anon(folio, rwc, false);
2512         else
2513                 rmap_walk_file(folio, rwc, false);
2514 }
2515
2516 /* Like rmap_walk, but caller holds relevant rmap lock */
2517 void rmap_walk_locked(struct folio *folio, struct rmap_walk_control *rwc)
2518 {
2519         /* no ksm support for now */
2520         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_ksm(folio), folio);
2521         if (folio_test_anon(folio))
2522                 rmap_walk_anon(folio, rwc, true);
2523         else
2524                 rmap_walk_file(folio, rwc, true);
2525 }
2526
2527 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2528 /*
2529  * The following two functions are for anonymous (private mapped) hugepages.
2530  * Unlike common anonymous pages, anonymous hugepages have no accounting code
2531  * and no lru code, because we handle hugepages differently from common pages.
2532  *
2533  * RMAP_COMPOUND is ignored.
2534  */
2535 void hugepage_add_anon_rmap(struct page *page, struct vm_area_struct *vma,
2536                             unsigned long address, rmap_t flags)
2537 {
2538         struct folio *folio = page_folio(page);
2539         struct anon_vma *anon_vma = vma->anon_vma;
2540         int first;
2541
2542         BUG_ON(!folio_test_locked(folio));
2543         BUG_ON(!anon_vma);
2544         /* address might be in next vma when migration races vma_merge */
2545         first = atomic_inc_and_test(&folio->_entire_mapcount);
2546         VM_BUG_ON_PAGE(!first && (flags & RMAP_EXCLUSIVE), page);
2547         VM_BUG_ON_PAGE(!first && PageAnonExclusive(page), page);
2548         if (first)
2549                 __page_set_anon_rmap(folio, page, vma, address,
2550                                      !!(flags & RMAP_EXCLUSIVE));
2551 }
2552
2553 void hugepage_add_new_anon_rmap(struct folio *folio,
2554                         struct vm_area_struct *vma, unsigned long address)
2555 {
2556         BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
2557         /* increment count (starts at -1) */
2558         atomic_set(&folio->_entire_mapcount, 0);
2559         folio_clear_hugetlb_restore_reserve(folio);
2560         __page_set_anon_rmap(folio, &folio->page, vma, address, 1);
2561 }
2562 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */