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/vs_memory.h>
  18 #include <linux/syscalls.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 inline void 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
  30         if (pte_none(pte))
  31                 return;
  32         if (pte_present(pte)) {
  33                 unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
  34
  35                 flush_cache_page(vma, addr, pfn);
  36                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
  37                 if (pfn_valid(pfn)) {
  38                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
  39                         if (!PageReserved(page)) {
  40                                 if (pte_dirty(pte))
  41                                         set_page_dirty(page);
  42                                 page_remove_rmap(page);
  43                                 page_cache_release(page);
  44                                 dec_mm_counter(mm, rss);
  45                         }
  46                 }
  47         } else {
  48                 if (!pte_file(pte))
  49                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
  50                 pte_clear(mm, addr, ptep);
  51         }
  52 }
  53
  54 /*
  55  * Install a file page to a given virtual memory address, release any
  56  * previously existing mapping.
  57  */
  58 int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  59                 unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot)
  60 {
  61         struct inode *inode;
  62         pgoff_t size;
  63         int err = -ENOMEM;
  64         pte_t *pte;
  65         pmd_t *pmd;
  66         pud_t *pud;
  67         pgd_t *pgd;
  68         pte_t pte_val;
  69
  70         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  71         spin_lock(&mm->page_table_lock);
  72
  73         if (!vx_rsspages_avail(mm, 1))
  74                 goto err_unlock;
  75
  76         if (!vx_rsspages_avail(mm, 1))
  77                 goto err_unlock;
  78
  79         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
  80         if (!pud)
  81                 goto err_unlock;
  82
  83         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
  84         if (!pmd)
  85                 goto err_unlock;
  86
  87         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
  88         if (!pte)
  89                 goto err_unlock;
  90
  91         /*
  92          * This page may have been truncated. Tell the
  93          * caller about it.
  94          */
  95         err = -EINVAL;
  96         if (vma->vm_file) {
  97                 inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
  98                 size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  99                 if (!page->mapping || page->index >= size)
 100                         goto err_unlock;
 101         }
 102
 103         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
 104
 105         inc_mm_counter(mm,rss);
 106         flush_icache_page(vma, page);
 107         set_pte_at(mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
 108         page_add_file_rmap(page);
 109         pte_val = *pte;
 110         pte_unmap(pte);
 111         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
 112
 113         err = 0;
 114 err_unlock:
 115         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 116         return err;
 117 }
 118 EXPORT_SYMBOL(install_page);
 119
 120
 121 /*
 122  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
 123  * previously existing mapping.
 124  */
 125 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
 126                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
 127 {
 128         int err = -ENOMEM;
 129         pte_t *pte;
 130         pmd_t *pmd;
 131         pud_t *pud;
 132         pgd_t *pgd;
 133         pte_t pte_val;
 134
 135         pgd = pgd_offset(mm, addr);
 136         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 137
 138         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
 139         if (!pud)
 140                 goto err_unlock;
 141
 142         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
 143         if (!pmd)
 144                 goto err_unlock;
 145
 146         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
 147         if (!pte)
 148                 goto err_unlock;
 149
 150         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
 151
 152         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 153         pte_val = *pte;
 154         pte_unmap(pte);
 155         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
 156         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 157         return 0;
 158
 159 err_unlock:
 160         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 161         return err;
 162 }
 163
 164
 165 /***
 166  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
 167  *                        file within an existing vma.
 168  * @start: start of the remapped virtual memory range
 169  * @size: size of the remapped virtual memory range
 170  * @prot: new protection bits of the range
 171  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
 172  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
 173  *
 174  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
 175  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
 176  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
 177  * also safe across swapout.
 178  *
 179  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
 180  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
 181  * future.
 182  */
 183 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
 184         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
 185 {
 186         struct mm_struct *mm = current->mm;
 187         struct address_space *mapping;
 188         unsigned long end = start + size;
 189         struct vm_area_struct *vma;
 190         int err = -EINVAL;
 191         int has_write_lock = 0;
 192
 193         if (__prot)
 194                 return err;
 195         /*
 196          * Sanitize the syscall parameters:
 197          */
 198         start = start & PAGE_MASK;
 199         size = size & PAGE_MASK;
 200
 201         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
 202         if (start + size <= start)
 203                 return err;
 204
 205         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
 206 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
 207         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
 208                 return err;
 209 #endif
 210
 211         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
 212         down_read(&mm->mmap_sem);
 213  retry:
 214         vma = find_vma(mm, start);
 215
 216         /*
 217          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
 218          * and that the remapped range is valid and fully within
 219          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
 220          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma (unless VM_RESERVED
 221          * or VM_LOCKED, but VM_LOCKED could be revoked later on).
 222          */
 223         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 224                 (!vma->vm_private_data ||
 225                         (vma->vm_flags & (VM_NONLINEAR|VM_RESERVED))) &&
 226                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
 227                         end > start && start >= vma->vm_start &&
 228                                 end <= vma->vm_end) {
 229
 230                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
 231                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
 232                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 233                         if (!has_write_lock) {
 234                                 up_read(&mm->mmap_sem);
 235                                 down_write(&mm->mmap_sem);
 236                                 has_write_lock = 1;
 237                                 goto retry;
 238                         }
 239                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
 240                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 241                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 242                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 243                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
 244                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
 245                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 246                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 247                 }
 248
 249                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 250                                             vma->vm_page_prot,
 251                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 252
 253                 /*
 254                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 255                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 256                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 257                  */
 258         }
 259         if (likely(!has_write_lock))
 260                 up_read(&mm->mmap_sem);
 261         else
 262                 up_write(&mm->mmap_sem);
 263
 264         return err;
 265 }
 266