mm/filemap_xip.c

   1 /*
   2  *      linux/mm/filemap_xip.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005 IBM Corporation
   5  * Author: Carsten Otte <cotte@de.ibm.com>
   6  *
   7  * derived from linux/mm/filemap.c - Copyright (C) Linus Torvalds
   8  *
   9  */
  10
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/uio.h>
  15 #include <linux/rmap.h>
  16 #include <linux/vs_memory.h>
  17 #include <asm/tlbflush.h>
  18 #include "filemap.h"
  19
  20 /*
  21  * This is a file read routine for execute in place files, and uses
  22  * the mapping->a_ops->get_xip_page() function for the actual low-level
  23  * stuff.
  24  *
  25  * Note the struct file* is not used at all.  It may be NULL.
  26  */
  27 static void
  28 do_xip_mapping_read(struct address_space *mapping,
  29                     struct file_ra_state *_ra,
  30                     struct file *filp,
  31                     loff_t *ppos,
  32                     read_descriptor_t *desc,
  33                     read_actor_t actor)
  34 {
  35         struct inode *inode = mapping->host;
  36         unsigned long index, end_index, offset;
  37         loff_t isize;
  38
  39         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
  40
  41         index = *ppos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  42         offset = *ppos & ~PAGE_CACHE_MASK;
  43
  44         isize = i_size_read(inode);
  45         if (!isize)
  46                 goto out;
  47
  48         end_index = (isize - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  49         for (;;) {
  50                 struct page *page;
  51                 unsigned long nr, ret;
  52
  53                 /* nr is the maximum number of bytes to copy from this page */
  54                 nr = PAGE_CACHE_SIZE;
  55                 if (index >= end_index) {
  56                         if (index > end_index)
  57                                 goto out;
  58                         nr = ((isize - 1) & ~PAGE_CACHE_MASK) + 1;
  59                         if (nr <= offset) {
  60                                 goto out;
  61                         }
  62                 }
  63                 nr = nr - offset;
  64
  65                 page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
  66                         index*(PAGE_SIZE/512), 0);
  67                 if (!page)
  68                         goto no_xip_page;
  69                 if (unlikely(IS_ERR(page))) {
  70                         if (PTR_ERR(page) == -ENODATA) {
  71                                 /* sparse */
  72                                 page = ZERO_PAGE(0);
  73                         } else {
  74                                 desc->error = PTR_ERR(page);
  75                                 goto out;
  76                         }
  77                 }
  78
  79                 /* If users can be writing to this page using arbitrary
  80                  * virtual addresses, take care about potential aliasing
  81                  * before reading the page on the kernel side.
  82                  */
  83                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
  84                         flush_dcache_page(page);
  85
  86                 /*
  87                  * Ok, we have the page, so now we can copy it to user space...
  88                  *
  89                  * The actor routine returns how many bytes were actually used..
  90                  * NOTE! This may not be the same as how much of a user buffer
  91                  * we filled up (we may be padding etc), so we can only update
  92                  * "pos" here (the actor routine has to update the user buffer
  93                  * pointers and the remaining count).
  94                  */
  95                 ret = actor(desc, page, offset, nr);
  96                 offset += ret;
  97                 index += offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  98                 offset &= ~PAGE_CACHE_MASK;
  99
 100                 if (ret == nr && desc->count)
 101                         continue;
 102                 goto out;
 103
 104 no_xip_page:
 105                 /* Did not get the page. Report it */
 106                 desc->error = -EIO;
 107                 goto out;
 108         }
 109
 110 out:
 111         *ppos = ((loff_t) index << PAGE_CACHE_SHIFT) + offset;
 112         if (filp)
 113                 file_accessed(filp);
 114 }
 115
 116 ssize_t
 117 xip_file_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
 118 {
 119         read_descriptor_t desc;
 120
 121         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, buf, len))
 122                 return -EFAULT;
 123
 124         desc.written = 0;
 125         desc.arg.buf = buf;
 126         desc.count = len;
 127         desc.error = 0;
 128
 129         do_xip_mapping_read(filp->f_mapping, &filp->f_ra, filp,
 130                             ppos, &desc, file_read_actor);
 131
 132         if (desc.written)
 133                 return desc.written;
 134         else
 135                 return desc.error;
 136 }
 137 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_read);
 138
 139 ssize_t
 140 xip_file_sendfile(struct file *in_file, loff_t *ppos,
 141              size_t count, read_actor_t actor, void *target)
 142 {
 143         read_descriptor_t desc;
 144
 145         if (!count)
 146                 return 0;
 147
 148         desc.written = 0;
 149         desc.count = count;
 150         desc.arg.data = target;
 151         desc.error = 0;
 152
 153         do_xip_mapping_read(in_file->f_mapping, &in_file->f_ra, in_file,
 154                             ppos, &desc, actor);
 155         if (desc.written)
 156                 return desc.written;
 157         return desc.error;
 158 }
 159 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_sendfile);
 160
 161 /*
 162  * __xip_unmap is invoked from xip_unmap and
 163  * xip_write
 164  *
 165  * This function walks all vmas of the address_space and unmaps the
 166  * ZERO_PAGE when found at pgoff. Should it go in rmap.c?
 167  */
 168 static void
 169 __xip_unmap (struct address_space * mapping,
 170                      unsigned long pgoff)
 171 {
 172         struct vm_area_struct *vma;
 173         struct mm_struct *mm;
 174         struct prio_tree_iter iter;
 175         unsigned long address;
 176         pte_t *pte;
 177         pte_t pteval;
 178         spinlock_t *ptl;
 179         struct page *page;
 180
 181         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 182         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 183                 mm = vma->vm_mm;
 184                 address = vma->vm_start +
 185                         ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
 186                 BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
 187                 page = ZERO_PAGE(address);
 188                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
 189                 if (pte) {
 190                         /* Nuke the page table entry. */
 191                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
 192                         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
 193                         page_remove_rmap(page, vma);
 194                         dec_mm_counter(mm, file_rss);
 195                         BUG_ON(pte_dirty(pteval));
 196                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 197                         page_cache_release(page);
 198                 }
 199         }
 200         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 201 }
 202
 203 /*
 204  * xip_nopage() is invoked via the vma operations vector for a
 205  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
 206  *
 207  * This function is derived from filemap_nopage, but used for execute in place
 208  */
 209 static struct page *
 210 xip_file_nopage(struct vm_area_struct * area,
 211                    unsigned long address,
 212                    int *type)
 213 {
 214         struct file *file = area->vm_file;
 215         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
 216         struct inode *inode = mapping->host;
 217         struct page *page;
 218         unsigned long size, pgoff, endoff;
 219
 220         pgoff = ((address - area->vm_start) >> PAGE_CACHE_SHIFT)
 221                 + area->vm_pgoff;
 222         endoff = ((area->vm_end - area->vm_start) >> PAGE_CACHE_SHIFT)
 223                 + area->vm_pgoff;
 224
 225         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 226         if (pgoff >= size) {
 227                 return NULL;
 228         }
 229
 230         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping, pgoff*(PAGE_SIZE/512), 0);
 231         if (!IS_ERR(page)) {
 232                 goto out;
 233         }
 234         if (PTR_ERR(page) != -ENODATA)
 235                 return NULL;
 236
 237         /* sparse block */
 238         if ((area->vm_flags & (VM_WRITE | VM_MAYWRITE)) &&
 239             (area->vm_flags & (VM_SHARED| VM_MAYSHARE)) &&
 240             (!(mapping->host->i_sb->s_flags & MS_RDONLY))) {
 241                 /* maybe shared writable, allocate new block */
 242                 page = mapping->a_ops->get_xip_page (mapping,
 243                         pgoff*(PAGE_SIZE/512), 1);
 244                 if (IS_ERR(page))
 245                         return NULL;
 246                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
 247                 __xip_unmap(mapping, pgoff);
 248         } else {
 249                 /* not shared and writable, use ZERO_PAGE() */
 250                 page = ZERO_PAGE(address);
 251         }
 252
 253 out:
 254         page_cache_get(page);
 255         return page;
 256 }
 257
 258 static struct vm_operations_struct xip_file_vm_ops = {
 259         .nopage         = xip_file_nopage,
 260 };
 261
 262 int xip_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
 263 {
 264         BUG_ON(!file->f_mapping->a_ops->get_xip_page);
 265
 266         file_accessed(file);
 267         vma->vm_ops = &xip_file_vm_ops;
 268         return 0;
 269 }
 270 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_mmap);
 271
 272 static ssize_t
 273 __xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf,
 274                   size_t count, loff_t pos, loff_t *ppos)
 275 {
 276         struct address_space * mapping = filp->f_mapping;
 277         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
 278         struct inode    *inode = mapping->host;
 279         long            status = 0;
 280         struct page     *page;
 281         size_t          bytes;
 282         ssize_t         written = 0;
 283
 284         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
 285
 286         do {
 287                 unsigned long index;
 288                 unsigned long offset;
 289                 size_t copied;
 290
 291                 offset = (pos & (PAGE_CACHE_SIZE -1)); /* Within page */
 292                 index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 293                 bytes = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
 294                 if (bytes > count)
 295                         bytes = count;
 296
 297                 /*
 298                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
 299                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
 300                  * same page as we're writing to, without it being marked
 301                  * up-to-date.
 302                  */
 303                 fault_in_pages_readable(buf, bytes);
 304
 305                 page = a_ops->get_xip_page(mapping,
 306                                            index*(PAGE_SIZE/512), 0);
 307                 if (IS_ERR(page) && (PTR_ERR(page) == -ENODATA)) {
 308                         /* we allocate a new page unmap it */
 309                         page = a_ops->get_xip_page(mapping,
 310                                                    index*(PAGE_SIZE/512), 1);
 311                         if (!IS_ERR(page))
 312                                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
 313                                 __xip_unmap(mapping, index);
 314                 }
 315
 316                 if (IS_ERR(page)) {
 317                         status = PTR_ERR(page);
 318                         break;
 319                 }
 320
 321                 copied = filemap_copy_from_user(page, offset, buf, bytes);
 322                 flush_dcache_page(page);
 323                 if (likely(copied > 0)) {
 324                         status = copied;
 325
 326                         if (status >= 0) {
 327                                 written += status;
 328                                 count -= status;
 329                                 pos += status;
 330                                 buf += status;
 331                         }
 332                 }
 333                 if (unlikely(copied != bytes))
 334                         if (status >= 0)
 335                                 status = -EFAULT;
 336                 if (status < 0)
 337                         break;
 338         } while (count);
 339         *ppos = pos;
 340         /*
 341          * No need to use i_size_read() here, the i_size
 342          * cannot change under us because we hold i_mutex.
 343          */
 344         if (pos > inode->i_size) {
 345                 i_size_write(inode, pos);
 346                 mark_inode_dirty(inode);
 347         }
 348
 349         return written ? written : status;
 350 }
 351
 352 ssize_t
 353 xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t len,
 354                loff_t *ppos)
 355 {
 356         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
 357         struct inode *inode = mapping->host;
 358         size_t count;
 359         loff_t pos;
 360         ssize_t ret;
 361
 362         mutex_lock(&inode->i_mutex);
 363
 364         if (!access_ok(VERIFY_READ, buf, len)) {
 365                 ret=-EFAULT;
 366                 goto out_up;
 367         }
 368
 369         pos = *ppos;
 370         count = len;
 371
 372         vfs_check_frozen(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
 373
 374         /* We can write back this queue in page reclaim */
 375         current->backing_dev_info = mapping->backing_dev_info;
 376
 377         ret = generic_write_checks(filp, &pos, &count, S_ISBLK(inode->i_mode));
 378         if (ret)
 379                 goto out_backing;
 380         if (count == 0)
 381                 goto out_backing;
 382
 383         ret = remove_suid(filp->f_dentry);
 384         if (ret)
 385                 goto out_backing;
 386
 387         file_update_time(filp);
 388
 389         ret = __xip_file_write (filp, buf, count, pos, ppos);
 390
 391  out_backing:
 392         current->backing_dev_info = NULL;
 393  out_up:
 394         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 395         return ret;
 396 }
 397 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_write);
 398
 399 /*
 400  * truncate a page used for execute in place
 401  * functionality is analog to block_truncate_page but does use get_xip_page
 402  * to get the page instead of page cache
 403  */
 404 int
 405 xip_truncate_page(struct address_space *mapping, loff_t from)
 406 {
 407         pgoff_t index = from >> PAGE_CACHE_SHIFT;
 408         unsigned offset = from & (PAGE_CACHE_SIZE-1);
 409         unsigned blocksize;
 410         unsigned length;
 411         struct page *page;
 412         void *kaddr;
 413
 414         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
 415
 416         blocksize = 1 << mapping->host->i_blkbits;
 417         length = offset & (blocksize - 1);
 418
 419         /* Block boundary? Nothing to do */
 420         if (!length)
 421                 return 0;
 422
 423         length = blocksize - length;
 424
 425         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
 426                                             index*(PAGE_SIZE/512), 0);
 427         if (!page)
 428                 return -ENOMEM;
 429         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
 430                 if (PTR_ERR(page) == -ENODATA)
 431                         /* Hole? No need to truncate */
 432                         return 0;
 433                 else
 434                         return PTR_ERR(page);
 435         }
 436         kaddr = kmap_atomic(page, KM_USER0);
 437         memset(kaddr + offset, 0, length);
 438         kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
 439
 440         flush_dcache_page(page);
 441         return 0;
 442 }
 443 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_truncate_page);