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