arch/s390/mm/gup.c

   1 /*
   2  *  Lockless get_user_pages_fast for s390
   3  *
   4  *  Copyright IBM Corp. 2010
   5  *  Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
   6  */
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/hugetlb.h>
  10 #include <linux/vmstat.h>
  11 #include <linux/pagemap.h>
  12 #include <linux/rwsem.h>
  13 #include <asm/pgtable.h>
  14
  15 /*
  16  * The performance critical leaf functions are made noinline otherwise gcc
  17  * inlines everything into a single function which results in too much
  18  * register pressure.
  19  */
  20 static inline int gup_pte_range(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd, unsigned long addr,
  21                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
  22 {
  23         unsigned long mask;
  24         pte_t *ptep, pte;
  25         struct page *page;
  26
  27         mask = (write ? _PAGE_RO : 0) | _PAGE_INVALID | _PAGE_SPECIAL;
  28
  29         ptep = ((pte_t *) pmd_deref(pmd)) + pte_index(addr);
  30         do {
  31                 pte = *ptep;
  32                 barrier();
  33                 if ((pte_val(pte) & mask) != 0)
  34                         return 0;
  35                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
  36                 page = pte_page(pte);
  37                 if (!page_cache_get_speculative(page))
  38                         return 0;
  39                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
  40                         put_page(page);
  41                         return 0;
  42                 }
  43                 pages[*nr] = page;
  44                 (*nr)++;
  45
  46         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  47
  48         return 1;
  49 }
  50
  51 static inline void get_huge_page_tail(struct page *page)
  52 {
  53         /*
  54          * __split_huge_page_refcount() cannot run
  55          * from under us.
  56          */
  57         VM_BUG_ON(page_mapcount(page) < 0);
  58         VM_BUG_ON(atomic_read(&page->_count) != 0);
  59         atomic_inc(&page->_mapcount);
  60 }
  61
  62 static inline int gup_huge_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd, unsigned long addr,
  63                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
  64 {
  65         unsigned long mask, result;
  66         struct page *head, *page, *tail;
  67         int refs;
  68
  69         result = write ? 0 : _SEGMENT_ENTRY_RO;
  70         mask = result | _SEGMENT_ENTRY_INV;
  71         if ((pmd_val(pmd) & mask) != result)
  72                 return 0;
  73         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT));
  74
  75         refs = 0;
  76         head = pmd_page(pmd);
  77         page = head + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
  78         tail = page;
  79         do {
  80                 VM_BUG_ON(compound_head(page) != head);
  81                 pages[*nr] = page;
  82                 (*nr)++;
  83                 page++;
  84                 refs++;
  85         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  86
  87         if (!page_cache_add_speculative(head, refs)) {
  88                 *nr -= refs;
  89                 return 0;
  90         }
  91
  92         if (unlikely(pmd_val(pmd) != pmd_val(*pmdp))) {
  93                 *nr -= refs;
  94                 while (refs--)
  95                         put_page(head);
  96                 return 0;
  97         }
  98
  99         /*
 100          * Any tail page need their mapcount reference taken before we
 101          * return.
 102          */
 103         while (refs--) {
 104                 if (PageTail(tail))
 105                         get_huge_page_tail(tail);
 106                 tail++;
 107         }
 108
 109         return 1;
 110 }
 111
 112
 113 static inline int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr,
 114                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
 115 {
 116         unsigned long next;
 117         pmd_t *pmdp, pmd;
 118
 119         pmdp = (pmd_t *) pudp;
 120 #ifdef CONFIG_64BIT
 121         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 122                 pmdp = (pmd_t *) pud_deref(pud);
 123         pmdp += pmd_index(addr);
 124 #endif
 125         do {
 126                 pmd = *pmdp;
 127                 barrier();
 128                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 129                 if (pmd_none(pmd))
 130                         return 0;
 131                 if (unlikely(pmd_huge(pmd))) {
 132                         if (!gup_huge_pmd(pmdp, pmd, addr, next,
 133                                           write, pages, nr))
 134                                 return 0;
 135                 } else if (!gup_pte_range(pmdp, pmd, addr, next,
 136                                           write, pages, nr))
 137                         return 0;
 138         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
 139
 140         return 1;
 141 }
 142
 143 static inline int gup_pud_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr,
 144                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
 145 {
 146         unsigned long next;
 147         pud_t *pudp, pud;
 148
 149         pudp = (pud_t *) pgdp;
 150 #ifdef CONFIG_64BIT
 151         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 152                 pudp = (pud_t *) pgd_deref(pgd);
 153         pudp += pud_index(addr);
 154 #endif
 155         do {
 156                 pud = *pudp;
 157                 barrier();
 158                 next = pud_addr_end(addr, end);
 159                 if (pud_none(pud))
 160                         return 0;
 161                 if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, write, pages, nr))
 162                         return 0;
 163         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
 164
 165         return 1;
 166 }
 167
 168 /**
 169  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
 170  * @start:      starting user address
 171  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
 172  * @write:      whether pages will be written to
 173  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
 174  *              Should be at least nr_pages long.
 175  *
 176  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_sem.
 177  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
 178  * calling get_user_pages().
 179  *
 180  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
 181  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
 182  * were pinned, returns -errno.
 183  */
 184 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
 185                         struct page **pages)
 186 {
 187         struct mm_struct *mm = current->mm;
 188         unsigned long addr, len, end;
 189         unsigned long next;
 190         pgd_t *pgdp, pgd;
 191         int nr = 0;
 192
 193         start &= PAGE_MASK;
 194         addr = start;
 195         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
 196         end = start + len;
 197         if (end < start)
 198                 goto slow_irqon;
 199
 200         /*
 201          * local_irq_disable() doesn't prevent pagetable teardown, but does
 202          * prevent the pagetables from being freed on s390.
 203          *
 204          * So long as we atomically load page table pointers versus teardown,
 205          * we can follow the address down to the the page and take a ref on it.
 206          */
 207         local_irq_disable();
 208         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
 209         do {
 210                 pgd = *pgdp;
 211                 barrier();
 212                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 213                 if (pgd_none(pgd))
 214                         goto slow;
 215                 if (!gup_pud_range(pgdp, pgd, addr, next, write, pages, &nr))
 216                         goto slow;
 217         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
 218         local_irq_enable();
 219
 220         VM_BUG_ON(nr != (end - start) >> PAGE_SHIFT);
 221         return nr;
 222
 223         {
 224                 int ret;
 225 slow:
 226                 local_irq_enable();
 227 slow_irqon:
 228                 /* Try to get the remaining pages with get_user_pages */
 229                 start += nr << PAGE_SHIFT;
 230                 pages += nr;
 231
 232                 down_read(&mm->mmap_sem);
 233                 ret = get_user_pages(current, mm, start,
 234                         (end - start) >> PAGE_SHIFT, write, 0, pages, NULL);
 235                 up_read(&mm->mmap_sem);
 236
 237                 /* Have to be a bit careful with return values */
 238                 if (nr > 0) {
 239                         if (ret < 0)
 240                                 ret = nr;
 241                         else
 242                                 ret += nr;
 243                 }
 244
 245                 return ret;
 246         }
 247 }