mm/fremap.c

   1 /*
   2  *   linux/mm/fremap.c
   3  *
   4  * Explicit pagetable population and nonlinear (random) mappings support.
   5  *
   6  * started by Ingo Molnar, Copyright (C) 2002, 2003
   7  */
   8
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/swap.h>
  11 #include <linux/file.h>
  12 #include <linux/mman.h>
  13 #include <linux/pagemap.h>
  14 #include <linux/swapops.h>
  15 #include <linux/rmap.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/syscalls.h>
  18
  19 #include <asm/mmu_context.h>
  20 #include <asm/cacheflush.h>
  21 #include <asm/tlbflush.h>
  22
  23 static inline void zap_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  24                         unsigned long addr, pte_t *ptep)
  25 {
  26         pte_t pte = *ptep;
  27
  28         if (pte_none(pte))
  29                 return;
  30         if (pte_present(pte)) {
  31                 unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
  32                 struct page *page;
  33
  34                 flush_cache_page(vma, addr, pfn);
  35                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
  36                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn))) {
  37                         print_bad_pte(vma, pte, addr);
  38                         return;
  39                 }
  40                 page = pfn_to_page(pfn);
  41                 if (pte_dirty(pte))
  42                         set_page_dirty(page);
  43                 page_remove_rmap(page);
  44                 page_cache_release(page);
  45                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
  46         } else {
  47                 if (!pte_file(pte))
  48                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
  49                 pte_clear(mm, addr, ptep);
  50         }
  51 }
  52
  53 /*
  54  * Install a file page to a given virtual memory address, release any
  55  * previously existing mapping.
  56  */
  57 int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  58                 unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot)
  59 {
  60         struct inode *inode;
  61         pgoff_t size;
  62         int err = -ENOMEM;
  63         pte_t *pte;
  64         pmd_t *pmd;
  65         pud_t *pud;
  66         pgd_t *pgd;
  67         pte_t pte_val;
  68
  69         BUG_ON(vma->vm_flags & VM_RESERVED);
  70
  71         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  72         spin_lock(&mm->page_table_lock);
  73
  74         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
  75         if (!pud)
  76                 goto err_unlock;
  77
  78         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
  79         if (!pmd)
  80                 goto err_unlock;
  81
  82         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
  83         if (!pte)
  84                 goto err_unlock;
  85
  86         /*
  87          * This page may have been truncated. Tell the
  88          * caller about it.
  89          */
  90         err = -EINVAL;
  91         inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
  92         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  93         if (!page->mapping || page->index >= size)
  94                 goto err_unlock;
  95         err = -ENOMEM;
  96         if (page_mapcount(page) > INT_MAX/2)
  97                 goto err_unlock;
  98
  99         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
 100
 101         inc_mm_counter(mm, file_rss);
 102         flush_icache_page(vma, page);
 103         set_pte_at(mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
 104         page_add_file_rmap(page);
 105         pte_val = *pte;
 106         pte_unmap(pte);
 107         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
 108
 109         err = 0;
 110 err_unlock:
 111         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 112         return err;
 113 }
 114 EXPORT_SYMBOL(install_page);
 115
 116
 117 /*
 118  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
 119  * previously existing mapping.
 120  */
 121 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
 122                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
 123 {
 124         int err = -ENOMEM;
 125         pte_t *pte;
 126         pmd_t *pmd;
 127         pud_t *pud;
 128         pgd_t *pgd;
 129         pte_t pte_val;
 130
 131         BUG_ON(vma->vm_flags & VM_RESERVED);
 132
 133         pgd = pgd_offset(mm, addr);
 134         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 135
 136         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
 137         if (!pud)
 138                 goto err_unlock;
 139
 140         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
 141         if (!pmd)
 142                 goto err_unlock;
 143
 144         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
 145         if (!pte)
 146                 goto err_unlock;
 147
 148         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
 149
 150         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 151         pte_val = *pte;
 152         pte_unmap(pte);
 153         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
 154         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 155         return 0;
 156
 157 err_unlock:
 158         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 159         return err;
 160 }
 161
 162
 163 /***
 164  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
 165  *                        file within an existing vma.
 166  * @start: start of the remapped virtual memory range
 167  * @size: size of the remapped virtual memory range
 168  * @prot: new protection bits of the range
 169  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
 170  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
 171  *
 172  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
 173  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
 174  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
 175  * also safe across swapout.
 176  *
 177  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
 178  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
 179  * future.
 180  */
 181 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
 182         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
 183 {
 184         struct mm_struct *mm = current->mm;
 185         struct address_space *mapping;
 186         unsigned long end = start + size;
 187         struct vm_area_struct *vma;
 188         int err = -EINVAL;
 189         int has_write_lock = 0;
 190
 191         if (__prot)
 192                 return err;
 193         /*
 194          * Sanitize the syscall parameters:
 195          */
 196         start = start & PAGE_MASK;
 197         size = size & PAGE_MASK;
 198
 199         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
 200         if (start + size <= start)
 201                 return err;
 202
 203         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
 204 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
 205         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
 206                 return err;
 207 #endif
 208
 209         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
 210         down_read(&mm->mmap_sem);
 211  retry:
 212         vma = find_vma(mm, start);
 213
 214         /*
 215          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
 216          * and that the remapped range is valid and fully within
 217          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
 218          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma (unless VM_RESERVED
 219          * or VM_LOCKED, but VM_LOCKED could be revoked later on).
 220          */
 221         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 222                 (!vma->vm_private_data ||
 223                         (vma->vm_flags & (VM_NONLINEAR|VM_RESERVED))) &&
 224                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
 225                         end > start && start >= vma->vm_start &&
 226                                 end <= vma->vm_end) {
 227
 228                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
 229                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
 230                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 231                         if (!has_write_lock) {
 232                                 up_read(&mm->mmap_sem);
 233                                 down_write(&mm->mmap_sem);
 234                                 has_write_lock = 1;
 235                                 goto retry;
 236                         }
 237                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
 238                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 239                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 240                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 241                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
 242                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
 243                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 244                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 245                 }
 246
 247                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 248                                             vma->vm_page_prot,
 249                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 250
 251                 /*
 252                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 253                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 254                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 255                  */
 256         }
 257         if (likely(!has_write_lock))
 258                 up_read(&mm->mmap_sem);
 259         else
 260                 up_write(&mm->mmap_sem);
 261
 262         return err;
 263 }
 264