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