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, ptep);
  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 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         struct pte_chain *pte_chain;
  64
  65         pte_chain = pte_chain_alloc(GFP_KERNEL);
  66         if (!pte_chain)
  67                 goto err;
  68         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  69         spin_lock(&mm->page_table_lock);
  70
  71         pmd = pmd_alloc(mm, pgd, addr);
  72         if (!pmd)
  73                 goto err_unlock;
  74
  75         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
  76         if (!pte)
  77                 goto err_unlock;
  78
  79         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
  80
  81         mm->rss++;
  82         flush_icache_page(vma, page);
  83         set_pte(pte, mk_pte(page, prot));
  84         pte_chain = page_add_rmap(page, pte, pte_chain);
  85         pte_val = *pte;
  86         pte_unmap(pte);
  87         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
  88         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
  89         pte_chain_free(pte_chain);
  90         return 0;
  91
  92 err_unlock:
  93         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
  94         pte_chain_free(pte_chain);
  95 err:
  96         return err;
  97 }
  98 EXPORT_SYMBOL(install_page);
  99
 100
 101 /*
 102  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
 103  * previously existing mapping.
 104  */
 105 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
 106                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
 107 {
 108         int err = -ENOMEM;
 109         pte_t *pte;
 110         pgd_t *pgd;
 111         pmd_t *pmd;
 112         pte_t pte_val;
 113
 114         pgd = pgd_offset(mm, addr);
 115         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 116
 117         pmd = pmd_alloc(mm, pgd, addr);
 118         if (!pmd)
 119                 goto err_unlock;
 120
 121         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
 122         if (!pte)
 123                 goto err_unlock;
 124
 125         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
 126
 127         set_pte(pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 128         pte_val = *pte;
 129         pte_unmap(pte);
 130         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
 131         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 132         return 0;
 133
 134 err_unlock:
 135         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 136         return err;
 137 }
 138
 139
 140 /***
 141  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
 142  *                        file within an existing vma.
 143  * @start: start of the remapped virtual memory range
 144  * @size: size of the remapped virtual memory range
 145  * @prot: new protection bits of the range
 146  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
 147  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
 148  *
 149  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
 150  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
 151  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
 152  * also safe across swapout.
 153  *
 154  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
 155  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
 156  * future.
 157  */
 158 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
 159         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
 160 {
 161         struct mm_struct *mm = current->mm;
 162         unsigned long end = start + size;
 163         struct vm_area_struct *vma;
 164         int err = -EINVAL;
 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_write(&mm->mmap_sem);
 186         vma = find_vma(mm, start);
 187
 188         /*
 189          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
 190          * and that the remapped range is valid and fully within
 191          * the single existing vma:
 192          */
 193         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 194                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
 195                         end > start && start >= vma->vm_start &&
 196                                 end <= vma->vm_end) {
 197
 198                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
 199                 if (pgoff != ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff)
 200                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 201
 202                 /* ->populate can take a long time, so downgrade the lock. */
 203                 downgrade_write(&mm->mmap_sem);
 204                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 205                                             vma->vm_page_prot,
 206                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 207
 208                 /*
 209                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 210                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 211                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 212                  */
 213                 up_read(&mm->mmap_sem);
 214         } else {
 215                 up_write(&mm->mmap_sem);
 216         }
 217
 218         return err;
 219 }
 220