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         /*
  65          * We use page_add_file_rmap below: if install_page is
  66          * ever extended to anonymous pages, this will warn us.
  67          */
  68         BUG_ON(!page_mapping(page));
  69
  70         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  71         spin_lock(&mm->page_table_lock);
  72
  73         pmd = pmd_alloc(mm, pgd, addr);
  74         if (!pmd)
  75                 goto err_unlock;
  76
  77         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
  78         if (!pte)
  79                 goto err_unlock;
  80
  81         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
  82
  83         mm->rss++;
  84         flush_icache_page(vma, page);
  85         set_pte(pte, mk_pte(page, prot));
  86         page_add_file_rmap(page);
  87         pte_val = *pte;
  88         pte_unmap(pte);
  89         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
  90
  91         err = 0;
  92 err_unlock:
  93         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
  94         return err;
  95 }
  96 EXPORT_SYMBOL(install_page);
  97
  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         pgd_t *pgd;
 109         pmd_t *pmd;
 110         pte_t pte_val;
 111
 112         pgd = pgd_offset(mm, addr);
 113         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 114
 115         pmd = pmd_alloc(mm, pgd, addr);
 116         if (!pmd)
 117                 goto err_unlock;
 118
 119         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
 120         if (!pte)
 121                 goto err_unlock;
 122
 123         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
 124
 125         set_pte(pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 126         pte_val = *pte;
 127         pte_unmap(pte);
 128         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
 129         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 130         return 0;
 131
 132 err_unlock:
 133         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 134         return err;
 135 }
 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
 165         if (__prot)
 166                 return err;
 167         /*
 168          * Sanitize the syscall parameters:
 169          */
 170         start = start & PAGE_MASK;
 171         size = size & PAGE_MASK;
 172
 173         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
 174         if (start + size <= start)
 175                 return err;
 176
 177         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
 178 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
 179         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
 180                 return err;
 181 #endif
 182
 183         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
 184         down_write(&mm->mmap_sem);
 185         vma = find_vma(mm, start);
 186
 187         /*
 188          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
 189          * and that the remapped range is valid and fully within
 190          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
 191          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma (unless VM_RESERVED
 192          * or VM_LOCKED, but VM_LOCKED could be revoked later on).
 193          */
 194         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 195                 (!vma->vm_private_data || (vma->vm_flags & VM_RESERVED)) &&
 196                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
 197                         end > start && start >= vma->vm_start &&
 198                                 end <= vma->vm_end) {
 199
 200                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
 201                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
 202                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 203                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
 204                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 205                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 206                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 207                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
 208                         vma_prio_tree_init(vma);
 209                         list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list,
 210                                         &mapping->i_mmap_nonlinear);
 211                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 212                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 213                 }
 214
 215                 /* ->populate can take a long time, so downgrade the lock. */
 216                 downgrade_write(&mm->mmap_sem);
 217                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 218                                             vma->vm_page_prot,
 219                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 220
 221                 /*
 222                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 223                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 224                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 225                  */
 226                 up_read(&mm->mmap_sem);
 227         } else {
 228                 up_write(&mm->mmap_sem);
 229         }
 230
 231         return err;
 232 }
 233