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(mm, addr, ptep);
  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         if (vma->vm_file) {
  73                 inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
  74                 size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  75                 if (!page->mapping || page->index >= size)
  76                         goto unlock;
  77                 err = -ENOMEM;
  78                 if (page_mapcount(page) > INT_MAX/2)
  79                         goto unlock;
  80         }
  81         err = -ENOMEM;
  82         if (!vx_rsspages_avail(mm, 1))
  83                 goto unlock;
  84
  85         if (pte_none(*pte) || !zap_pte(mm, vma, addr, pte))
  86                 inc_mm_counter(mm, file_rss);
  87
  88         flush_icache_page(vma, page);
  89         pte_val = mk_pte(page, prot);
  90         set_pte_at(mm, addr, pte, pte_val);
  91         page_add_file_rmap(page);
  92         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
  93         lazy_mmu_prot_update(pte_val);
  94         err = 0;
  95 unlock:
  96         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
  97 out:
  98         return err;
  99 }
 100 EXPORT_SYMBOL(install_page);
 101
 102 /*
 103  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
 104  * previously existing mapping.
 105  */
 106 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
 107                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
 108 {
 109         int err = -ENOMEM;
 110         pte_t *pte;
 111         pte_t pte_val;
 112         spinlock_t *ptl;
 113
 114         pte = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 115         if (!pte)
 116                 goto out;
 117
 118         if (!pte_none(*pte) && zap_pte(mm, vma, addr, pte)) {
 119                 update_hiwater_rss(mm);
 120                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 121         }
 122
 123         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 124         pte_val = *pte;
 125         /*
 126          * We don't need to run update_mmu_cache() here because the "file pte"
 127          * being installed by install_file_pte() is not a real pte - it's a
 128          * non-present entry (like a swap entry), noting what file offset should
 129          * be mapped there when there's a fault (in a non-linear vma where
 130          * that's not obvious).
 131          */
 132         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 133         err = 0;
 134 out:
 135         return err;
 136 }
 137
 138 /***
 139  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
 140  *                        file within an existing vma.
 141  * @start: start of the remapped virtual memory range
 142  * @size: size of the remapped virtual memory range
 143  * @prot: new protection bits of the range
 144  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
 145  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
 146  *
 147  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
 148  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
 149  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
 150  * also safe across swapout.
 151  *
 152  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
 153  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
 154  * future.
 155  */
 156 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
 157         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
 158 {
 159         struct mm_struct *mm = current->mm;
 160         struct address_space *mapping;
 161         unsigned long end = start + size;
 162         struct vm_area_struct *vma;
 163         int err = -EINVAL;
 164         int has_write_lock = 0;
 165
 166         if (__prot)
 167                 return err;
 168         /*
 169          * Sanitize the syscall parameters:
 170          */
 171         start = start & PAGE_MASK;
 172         size = size & PAGE_MASK;
 173
 174         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
 175         if (start + size <= start)
 176                 return err;
 177
 178         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
 179 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
 180         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
 181                 return err;
 182 #endif
 183
 184         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
 185         down_read(&mm->mmap_sem);
 186  retry:
 187         vma = find_vma(mm, start);
 188
 189         /*
 190          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
 191          * and that the remapped range is valid and fully within
 192          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
 193          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma.
 194          */
 195         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 196                 (!vma->vm_private_data || (vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) &&
 197                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
 198                         end > start && start >= vma->vm_start &&
 199                                 end <= vma->vm_end) {
 200
 201                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
 202                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
 203                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 204                         if (!has_write_lock) {
 205                                 up_read(&mm->mmap_sem);
 206                                 down_write(&mm->mmap_sem);
 207                                 has_write_lock = 1;
 208                                 goto retry;
 209                         }
 210                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
 211                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 212                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 213                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 214                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
 215                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
 216                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 217                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 218                 }
 219
 220                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 221                                             vma->vm_page_prot,
 222                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 223
 224                 /*
 225                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 226                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 227                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 228                  */
 229         }
 230         if (likely(!has_write_lock))
 231                 up_read(&mm->mmap_sem);
 232         else
 233                 up_write(&mm->mmap_sem);
 234
 235         return err;
 236 }
 237