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
  19 #include <asm/mmu_context.h>
  20 #include <asm/cacheflush.h>
  21 #include <asm/tlbflush.h>
  22
  23 static inline void zap_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  24                         unsigned long addr, pte_t *ptep)
  25 {
  26         pte_t pte = *ptep;
  27
  28         if (pte_none(pte))
  29                 return;
  30         if (pte_present(pte)) {
  31                 unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
  32
  33                 flush_cache_page(vma, addr);
  34                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
  35                 if (pfn_valid(pfn)) {
  36                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
  37                         if (!PageReserved(page)) {
  38                                 if (pte_dirty(pte))
  39                                         set_page_dirty(page);
  40                                 page_remove_rmap(page);
  41                                 page_cache_release(page);
  42                                 mm->rss--;
  43                         }
  44                 }
  45         } else {
  46                 if (!pte_file(pte))
  47                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
  48                 pte_clear(ptep);
  49         }
  50 }
  51
  52 /*
  53  * Install a file page to a given virtual memory address, release any
  54  * previously existing mapping.
  55  */
  56 int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  57                 unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot)
  58 {
  59         struct inode *inode;
  60         pgoff_t size;
  61         int err = -ENOMEM;
  62         pte_t *pte;
  63         pgd_t *pgd;
  64         pmd_t *pmd;
  65         pte_t pte_val;
  66
  67         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  68         spin_lock(&mm->page_table_lock);
  69
  70         pmd = pmd_alloc(mm, pgd, addr);
  71         if (!pmd)
  72                 goto err_unlock;
  73
  74         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
  75         if (!pte)
  76                 goto err_unlock;
  77
  78         /*
  79          * This page may have been truncated. Tell the
  80          * caller about it.
  81          */
  82         err = -EINVAL;
  83         inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
  84         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  85         if (!page->mapping || page->index >= size)
  86                 goto err_unlock;
  87
  88         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
  89
  90         mm->rss++;
  91         flush_icache_page(vma, page);
  92         set_pte(pte, mk_pte(page, prot));
  93         page_add_file_rmap(page);
  94         pte_val = *pte;
  95         pte_unmap(pte);
  96         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
  97
  98         err = 0;
  99 err_unlock:
 100         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 101         return err;
 102 }
 103 EXPORT_SYMBOL(install_page);
 104
 105
 106 /*
 107  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
 108  * previously existing mapping.
 109  */
 110 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
 111                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
 112 {
 113         int err = -ENOMEM;
 114         pte_t *pte;
 115         pgd_t *pgd;
 116         pmd_t *pmd;
 117         pte_t pte_val;
 118
 119         pgd = pgd_offset(mm, addr);
 120         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 121
 122         pmd = pmd_alloc(mm, pgd, addr);
 123         if (!pmd)
 124                 goto err_unlock;
 125
 126         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
 127         if (!pte)
 128                 goto err_unlock;
 129
 130         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
 131
 132         set_pte(pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 133         pte_val = *pte;
 134         pte_unmap(pte);
 135         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
 136         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 137         return 0;
 138
 139 err_unlock:
 140         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 141         return err;
 142 }
 143
 144
 145 /***
 146  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
 147  *                        file within an existing vma.
 148  * @start: start of the remapped virtual memory range
 149  * @size: size of the remapped virtual memory range
 150  * @prot: new protection bits of the range
 151  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
 152  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
 153  *
 154  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
 155  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
 156  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
 157  * also safe across swapout.
 158  *
 159  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
 160  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
 161  * future.
 162  */
 163 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
 164         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
 165 {
 166         struct mm_struct *mm = current->mm;
 167         struct address_space *mapping;
 168         unsigned long end = start + size;
 169         struct vm_area_struct *vma;
 170         int err = -EINVAL;
 171         int has_write_lock = 0;
 172
 173         if (__prot)
 174                 return err;
 175         /*
 176          * Sanitize the syscall parameters:
 177          */
 178         start = start & PAGE_MASK;
 179         size = size & PAGE_MASK;
 180
 181         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
 182         if (start + size <= start)
 183                 return err;
 184
 185         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
 186 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
 187         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
 188                 return err;
 189 #endif
 190
 191         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
 192         down_read(&mm->mmap_sem);
 193  retry:
 194         vma = find_vma(mm, start);
 195
 196         /*
 197          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
 198          * and that the remapped range is valid and fully within
 199          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
 200          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma (unless VM_RESERVED
 201          * or VM_LOCKED, but VM_LOCKED could be revoked later on).
 202          */
 203         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 204                 (!vma->vm_private_data ||
 205                         (vma->vm_flags & (VM_NONLINEAR|VM_RESERVED))) &&
 206                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
 207                         end > start && start >= vma->vm_start &&
 208                                 end <= vma->vm_end) {
 209
 210                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
 211                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
 212                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 213                         if (!has_write_lock) {
 214                                 up_read(&mm->mmap_sem);
 215                                 down_write(&mm->mmap_sem);
 216                                 has_write_lock = 1;
 217                                 goto retry;
 218                         }
 219                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
 220                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 221                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 222                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 223                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
 224                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
 225                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 226                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 227                 }
 228
 229                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 230                                             vma->vm_page_prot,
 231                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 232
 233                 /*
 234                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 235                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 236                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 237                  */
 238         }
 239         if (likely(!has_write_lock))
 240                 up_read(&mm->mmap_sem);
 241         else
 242                 up_write(&mm->mmap_sem);
 243
 244         return err;
 245 }
 246