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 #include <linux/vs_base.h>
  19 #include <linux/vs_memory.h>
  20
  21 #include <asm/mmu_context.h>
  22 #include <asm/cacheflush.h>
  23 #include <asm/tlbflush.h>
  24
  25 static int zap_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  26                         unsigned long addr, pte_t *ptep)
  27 {
  28         pte_t pte = *ptep;
  29         struct page *page = NULL;
  30
  31         if (pte_present(pte)) {
  32                 flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
  33                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
  34                 page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
  35                 if (page) {
  36                         if (pte_dirty(pte))
  37                                 set_page_dirty(page);
  38                         page_remove_rmap(page, vma);
  39                         page_cache_release(page);
  40                 }
  41         } else {
  42                 if (!pte_file(pte))
  43                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
  44                 pte_clear_not_present_full(mm, addr, ptep, 0);
  45         }
  46         return !!page;
  47 }
  48
  49 /*
  50  * Install a file page to a given virtual memory address, release any
  51  * previously existing mapping.
  52  */
  53 int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  54                 unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot)
  55 {
  56         struct inode *inode;
  57         pgoff_t size;
  58         int err = -ENOMEM;
  59         pte_t *pte;
  60         pte_t pte_val;
  61         spinlock_t *ptl;
  62
  63         pte = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
  64         if (!pte)
  65                 goto out;
  66
  67         /*
  68          * This page may have been truncated. Tell the
  69          * caller about it.
  70          */
  71         err = -EINVAL;
  72         inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
  73         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  74         if (!page->mapping || page->index >= size)
  75                 goto unlock;
  76         err = -ENOMEM;
  77         if (page_mapcount(page) > INT_MAX/2)
  78                 goto unlock;
  79         if (!vx_rss_avail(mm, 1))
  80                 goto unlock;
  81
  82         if (pte_none(*pte) || !zap_pte(mm, vma, addr, pte))
  83                 inc_mm_counter(mm, file_rss);
  84
  85         flush_icache_page(vma, page);
  86         pte_val = mk_pte(page, prot);
  87         set_pte_at(mm, addr, pte, pte_val);
  88         page_add_file_rmap(page);
  89         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
  90         lazy_mmu_prot_update(pte_val);
  91         err = 0;
  92 unlock:
  93         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
  94 out:
  95         return err;
  96 }
  97 EXPORT_SYMBOL(install_page);
  98
  99 /*
 100  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
 101  * previously existing mapping.
 102  */
 103 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
 104                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
 105 {
 106         int err = -ENOMEM;
 107         pte_t *pte;
 108         spinlock_t *ptl;
 109
 110         pte = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 111         if (!pte)
 112                 goto out;
 113
 114         if (!pte_none(*pte) && zap_pte(mm, vma, addr, pte)) {
 115                 update_hiwater_rss(mm);
 116                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 117         }
 118
 119         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 120         /*
 121          * We don't need to run update_mmu_cache() here because the "file pte"
 122          * being installed by install_file_pte() is not a real pte - it's a
 123          * non-present entry (like a swap entry), noting what file offset should
 124          * be mapped there when there's a fault (in a non-linear vma where
 125          * that's not obvious).
 126          */
 127         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 128         err = 0;
 129 out:
 130         return err;
 131 }
 132
 133 /***
 134  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
 135  *                        file within an existing vma.
 136  * @start: start of the remapped virtual memory range
 137  * @size: size of the remapped virtual memory range
 138  * @prot: new protection bits of the range
 139  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
 140  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
 141  *
 142  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
 143  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
 144  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
 145  * also safe across swapout.
 146  *
 147  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
 148  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
 149  * future.
 150  */
 151 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
 152         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
 153 {
 154         struct mm_struct *mm = current->mm;
 155         struct address_space *mapping;
 156         unsigned long end = start + size;
 157         struct vm_area_struct *vma;
 158         int err = -EINVAL;
 159         int has_write_lock = 0;
 160
 161         if (__prot)
 162                 return err;
 163         /*
 164          * Sanitize the syscall parameters:
 165          */
 166         start = start & PAGE_MASK;
 167         size = size & PAGE_MASK;
 168
 169         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
 170         if (start + size <= start)
 171                 return err;
 172
 173         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
 174 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
 175         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
 176                 return err;
 177 #endif
 178
 179         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
 180         down_read(&mm->mmap_sem);
 181  retry:
 182         vma = find_vma(mm, start);
 183
 184         /*
 185          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
 186          * and that the remapped range is valid and fully within
 187          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
 188          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma.
 189          */
 190         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 191                 (!vma->vm_private_data || (vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) &&
 192                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
 193                         end > start && start >= vma->vm_start &&
 194                                 end <= vma->vm_end) {
 195
 196                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
 197                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
 198                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 199                         if (!has_write_lock) {
 200                                 up_read(&mm->mmap_sem);
 201                                 down_write(&mm->mmap_sem);
 202                                 has_write_lock = 1;
 203                                 goto retry;
 204                         }
 205                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
 206                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 207                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 208                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 209                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
 210                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
 211                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 212                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 213                 }
 214
 215                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 216                                             vma->vm_page_prot,
 217                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 218
 219                 /*
 220                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 221                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 222                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 223                  */
 224         }
 225         if (likely(!has_write_lock))
 226                 up_read(&mm->mmap_sem);
 227         else
 228                 up_write(&mm->mmap_sem);
 229
 230         return err;
 231 }
 232