mm/filemap_xip.c

   1 /*
   2  *      linux/mm/filemap_xip.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005 IBM Corporation
   5  * Author: Carsten Otte <cotte@de.ibm.com>
   6  *
   7  * derived from linux/mm/filemap.c - Copyright (C) Linus Torvalds
   8  *
   9  */
  10
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/uio.h>
  15 #include <linux/rmap.h>
  16 #include <asm/tlbflush.h>
  17 #include "filemap.h"
  18
  19 /*
  20  * This is a file read routine for execute in place files, and uses
  21  * the mapping->a_ops->get_xip_page() function for the actual low-level
  22  * stuff.
  23  *
  24  * Note the struct file* is not used at all.  It may be NULL.
  25  */
  26 static void
  27 do_xip_mapping_read(struct address_space *mapping,
  28                     struct file_ra_state *_ra,
  29                     struct file *filp,
  30                     loff_t *ppos,
  31                     read_descriptor_t *desc,
  32                     read_actor_t actor)
  33 {
  34         struct inode *inode = mapping->host;
  35         unsigned long index, end_index, offset;
  36         loff_t isize;
  37
  38         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
  39
  40         index = *ppos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  41         offset = *ppos & ~PAGE_CACHE_MASK;
  42
  43         isize = i_size_read(inode);
  44         if (!isize)
  45                 goto out;
  46
  47         end_index = (isize - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  48         for (;;) {
  49                 struct page *page;
  50                 unsigned long nr, ret;
  51
  52                 /* nr is the maximum number of bytes to copy from this page */
  53                 nr = PAGE_CACHE_SIZE;
  54                 if (index >= end_index) {
  55                         if (index > end_index)
  56                                 goto out;
  57                         nr = ((isize - 1) & ~PAGE_CACHE_MASK) + 1;
  58                         if (nr <= offset) {
  59                                 goto out;
  60                         }
  61                 }
  62                 nr = nr - offset;
  63
  64                 page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
  65                         index*(PAGE_SIZE/512), 0);
  66                 if (!page)
  67                         goto no_xip_page;
  68                 if (unlikely(IS_ERR(page))) {
  69                         if (PTR_ERR(page) == -ENODATA) {
  70                                 /* sparse */
  71                                 page = ZERO_PAGE(0);
  72                         } else {
  73                                 desc->error = PTR_ERR(page);
  74                                 goto out;
  75                         }
  76                 }
  77
  78                 /* If users can be writing to this page using arbitrary
  79                  * virtual addresses, take care about potential aliasing
  80                  * before reading the page on the kernel side.
  81                  */
  82                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
  83                         flush_dcache_page(page);
  84
  85                 /*
  86                  * Ok, we have the page, so now we can copy it to user space...
  87                  *
  88                  * The actor routine returns how many bytes were actually used..
  89                  * NOTE! This may not be the same as how much of a user buffer
  90                  * we filled up (we may be padding etc), so we can only update
  91                  * "pos" here (the actor routine has to update the user buffer
  92                  * pointers and the remaining count).
  93                  */
  94                 ret = actor(desc, page, offset, nr);
  95                 offset += ret;
  96                 index += offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  97                 offset &= ~PAGE_CACHE_MASK;
  98
  99                 if (ret == nr && desc->count)
 100                         continue;
 101                 goto out;
 102
 103 no_xip_page:
 104                 /* Did not get the page. Report it */
 105                 desc->error = -EIO;
 106                 goto out;
 107         }
 108
 109 out:
 110         *ppos = ((loff_t) index << PAGE_CACHE_SHIFT) + offset;
 111         if (filp)
 112                 file_accessed(filp);
 113 }
 114
 115 ssize_t
 116 xip_file_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
 117 {
 118         read_descriptor_t desc;
 119
 120         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, buf, len))
 121                 return -EFAULT;
 122
 123         desc.written = 0;
 124         desc.arg.buf = buf;
 125         desc.count = len;
 126         desc.error = 0;
 127
 128         do_xip_mapping_read(filp->f_mapping, &filp->f_ra, filp,
 129                             ppos, &desc, file_read_actor);
 130
 131         if (desc.written)
 132                 return desc.written;
 133         else
 134                 return desc.error;
 135 }
 136 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_read);
 137
 138 ssize_t
 139 xip_file_sendfile(struct file *in_file, loff_t *ppos,
 140              size_t count, read_actor_t actor, void *target)
 141 {
 142         read_descriptor_t desc;
 143
 144         if (!count)
 145                 return 0;
 146
 147         desc.written = 0;
 148         desc.count = count;
 149         desc.arg.data = target;
 150         desc.error = 0;
 151
 152         do_xip_mapping_read(in_file->f_mapping, &in_file->f_ra, in_file,
 153                             ppos, &desc, actor);
 154         if (desc.written)
 155                 return desc.written;
 156         return desc.error;
 157 }
 158 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_sendfile);
 159
 160 /*
 161  * __xip_unmap is invoked from xip_unmap and
 162  * xip_write
 163  *
 164  * This function walks all vmas of the address_space and unmaps the
 165  * ZERO_PAGE when found at pgoff. Should it go in rmap.c?
 166  */
 167 static void
 168 __xip_unmap (struct address_space * mapping,
 169                      unsigned long pgoff)
 170 {
 171         struct vm_area_struct *vma;
 172         struct mm_struct *mm;
 173         struct prio_tree_iter iter;
 174         unsigned long address;
 175         pte_t *pte;
 176         pte_t pteval;
 177         struct page *page = ZERO_PAGE(address);
 178
 179         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 180         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 181                 mm = vma->vm_mm;
 182                 address = vma->vm_start +
 183                         ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
 184                 BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
 185                 /*
 186                  * We need the page_table_lock to protect us from page faults,
 187                  * munmap, fork, etc...
 188                  */
 189                 pte = page_check_address(page, mm, address);
 190                 if (!IS_ERR(pte)) {
 191                         /* Nuke the page table entry. */
 192                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 193                         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 194                         page_remove_rmap(page);
 195                         dec_mm_counter(mm, file_rss);
 196                         BUG_ON(pte_dirty(pteval));
 197                         pte_unmap(pte);
 198                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 199                         page_cache_release(page);
 200                 }
 201         }
 202         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 203 }
 204
 205 /*
 206  * xip_nopage() is invoked via the vma operations vector for a
 207  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
 208  *
 209  * This function is derived from filemap_nopage, but used for execute in place
 210  */
 211 static struct page *
 212 xip_file_nopage(struct vm_area_struct * area,
 213                    unsigned long address,
 214                    int *type)
 215 {
 216         struct file *file = area->vm_file;
 217         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 218         struct inode *inode = mapping->host;
 219         struct page *page;
 220         unsigned long size, pgoff, endoff;
 221
 222         pgoff = ((address - area->vm_start) >> PAGE_CACHE_SHIFT)
 223                 + area->vm_pgoff;
 224         endoff = ((area->vm_end - area->vm_start) >> PAGE_CACHE_SHIFT)
 225                 + area->vm_pgoff;
 226
 227         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 228         if (pgoff >= size) {
 229                 return NULL;
 230         }
 231
 232         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping, pgoff*(PAGE_SIZE/512), 0);
 233         if (!IS_ERR(page)) {
 234                 goto out;
 235         }
 236         if (PTR_ERR(page) != -ENODATA)
 237                 return NULL;
 238
 239         /* sparse block */
 240         if ((area->vm_flags & (VM_WRITE | VM_MAYWRITE)) &&
 241             (area->vm_flags & (VM_SHARED| VM_MAYSHARE)) &&
 242             (!(mapping->host->i_sb->s_flags & MS_RDONLY))) {
 243                 /* maybe shared writable, allocate new block */
 244                 page = mapping->a_ops->get_xip_page (mapping,
 245                         pgoff*(PAGE_SIZE/512), 1);
 246                 if (IS_ERR(page))
 247                         return NULL;
 248                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
 249                 __xip_unmap(mapping, pgoff);
 250         } else {
 251                 /* not shared and writable, use ZERO_PAGE() */
 252                 page = ZERO_PAGE(address);
 253         }
 254
 255 out:
 256         page_cache_get(page);
 257         return page;
 258 }
 259
 260 static struct vm_operations_struct xip_file_vm_ops = {
 261         .nopage         = xip_file_nopage,
 262 };
 263
 264 int xip_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
 265 {
 266         BUG_ON(!file->f_mapping->a_ops->get_xip_page);
 267
 268         file_accessed(file);
 269         vma->vm_ops = &xip_file_vm_ops;
 270         return 0;
 271 }
 272 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_mmap);
 273
 274 static ssize_t
 275 __xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf,
 276                   size_t count, loff_t pos, loff_t *ppos)
 277 {
 278         struct address_space * mapping = filp->f_mapping;
 279         struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
 280         struct inode    *inode = mapping->host;
 281         long            status = 0;
 282         struct page     *page;
 283         size_t          bytes;
 284         ssize_t         written = 0;
 285
 286         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
 287
 288         do {
 289                 unsigned long index;
 290                 unsigned long offset;
 291                 size_t copied;
 292
 293                 offset = (pos & (PAGE_CACHE_SIZE -1)); /* Within page */
 294                 index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 295                 bytes = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
 296                 if (bytes > count)
 297                         bytes = count;
 298
 299                 /*
 300                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
 301                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
 302                  * same page as we're writing to, without it being marked
 303                  * up-to-date.
 304                  */
 305                 fault_in_pages_readable(buf, bytes);
 306
 307                 page = a_ops->get_xip_page(mapping,
 308                                            index*(PAGE_SIZE/512), 0);
 309                 if (IS_ERR(page) && (PTR_ERR(page) == -ENODATA)) {
 310                         /* we allocate a new page unmap it */
 311                         page = a_ops->get_xip_page(mapping,
 312                                                    index*(PAGE_SIZE/512), 1);
 313                         if (!IS_ERR(page))
 314                                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
 315                                 __xip_unmap(mapping, index);
 316                 }
 317
 318                 if (IS_ERR(page)) {
 319                         status = PTR_ERR(page);
 320                         break;
 321                 }
 322
 323                 copied = filemap_copy_from_user(page, offset, buf, bytes);
 324                 flush_dcache_page(page);
 325                 if (likely(copied > 0)) {
 326                         status = copied;
 327
 328                         if (status >= 0) {
 329                                 written += status;
 330                                 count -= status;
 331                                 pos += status;
 332                                 buf += status;
 333                         }
 334                 }
 335                 if (unlikely(copied != bytes))
 336                         if (status >= 0)
 337                                 status = -EFAULT;
 338                 if (status < 0)
 339                         break;
 340         } while (count);
 341         *ppos = pos;
 342         /*
 343          * No need to use i_size_read() here, the i_size
 344          * cannot change under us because we hold i_sem.
 345          */
 346         if (pos > inode->i_size) {
 347                 i_size_write(inode, pos);
 348                 mark_inode_dirty(inode);
 349         }
 350
 351         return written ? written : status;
 352 }
 353
 354 ssize_t
 355 xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t len,
 356                loff_t *ppos)
 357 {
 358         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
 359         struct inode *inode = mapping->host;
 360         size_t count;
 361         loff_t pos;
 362         ssize_t ret;
 363
 364         down(&inode->i_sem);
 365
 366         if (!access_ok(VERIFY_READ, buf, len)) {
 367                 ret=-EFAULT;
 368                 goto out_up;
 369         }
 370
 371         pos = *ppos;
 372         count = len;
 373
 374         vfs_check_frozen(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
 375
 376         /* We can write back this queue in page reclaim */
 377         current->backing_dev_info = mapping->backing_dev_info;
 378
 379         ret = generic_write_checks(filp, &pos, &count, S_ISBLK(inode->i_mode));
 380         if (ret)
 381                 goto out_backing;
 382         if (count == 0)
 383                 goto out_backing;
 384
 385         ret = remove_suid(filp->f_dentry);
 386         if (ret)
 387                 goto out_backing;
 388
 389         inode_update_time(inode, 1);
 390
 391         ret = __xip_file_write (filp, buf, count, pos, ppos);
 392
 393  out_backing:
 394         current->backing_dev_info = NULL;
 395  out_up:
 396         up(&inode->i_sem);
 397         return ret;
 398 }
 399 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_write);
 400
 401 /*
 402  * truncate a page used for execute in place
 403  * functionality is analog to block_truncate_page but does use get_xip_page
 404  * to get the page instead of page cache
 405  */
 406 int
 407 xip_truncate_page(struct address_space *mapping, loff_t from)
 408 {
 409         pgoff_t index = from >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 410         unsigned offset = from & (PAGE_CACHE_SIZE-1);
 411         unsigned blocksize;
 412         unsigned length;
 413         struct page *page;
 414         void *kaddr;
 415
 416         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
 417
 418         blocksize = 1 << mapping->host->i_blkbits;
 419         length = offset & (blocksize - 1);
 420
 421         /* Block boundary? Nothing to do */
 422         if (!length)
 423                 return 0;
 424
 425         length = blocksize - length;
 426
 427         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
 428                                             index*(PAGE_SIZE/512), 0);
 429         if (!page)
 430                 return -ENOMEM;
 431         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
 432                 if (PTR_ERR(page) == -ENODATA)
 433                         /* Hole? No need to truncate */
 434                         return 0;
 435                 else
 436                         return PTR_ERR(page);
 437         }
 438         kaddr = kmap_atomic(page, KM_USER0);
 439         memset(kaddr + offset, 0, length);
 440         kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
 441
 442         flush_dcache_page(page);
 443         return 0;
 444 }
 445 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_truncate_page);