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 #include <linux/vs_memory.h>
  19
  20 #include <asm/mmu_context.h>
  21 #include <asm/cacheflush.h>
  22 #include <asm/tlbflush.h>
  23
  24 static int zap_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  25                         unsigned long addr, pte_t *ptep)
  26 {
  27         pte_t pte = *ptep;
  28         struct page *page = NULL;
  29
  30         if (pte_present(pte)) {
  31                 flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
  32                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
  33                 page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
  34                 if (page) {
  35                         if (pte_dirty(pte))
  36                                 set_page_dirty(page);
  37                         page_remove_rmap(page, vma);
  38                         page_cache_release(page);
  39                 }
  40         } else {
  41                 if (!pte_file(pte))
  42                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
  43                 pte_clear(mm, addr, ptep);
  44         }
  45         return !!page;
  46 }
  47
  48 /*
  49  * Install a file page to a given virtual memory address, release any
  50  * previously existing mapping.
  51  */
  52 int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  53                 unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot)
  54 {
  55         struct inode *inode;
  56         pgoff_t size;
  57         int err = -ENOMEM;
  58         pte_t *pte;
  59         pte_t pte_val;
  60         spinlock_t *ptl;
  61
  62         pte = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
  63         if (!pte)
  64                 goto out;
  65
  66         /*
  67          * This page may have been truncated. Tell the
  68          * caller about it.
  69          */
  70         err = -EINVAL;
  71         if (vma->vm_file) {
  72                 inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
  73                 size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  74                 if (!page->mapping || page->index >= size)
  75                         goto unlock;
  76                 err = -ENOMEM;
  77                 if (page_mapcount(page) > INT_MAX/2)
  78                         goto unlock;
  79         }
  80         err = -ENOMEM;
  81         if (!vx_rsspages_avail(mm, 1))
  82                 goto unlock;
  83
  84         if (pte_none(*pte) || !zap_pte(mm, vma, addr, pte))
  85                 inc_mm_counter(mm, file_rss);
  86
  87         flush_icache_page(vma, page);
  88         pte_val = mk_pte(page, prot);
  89         set_pte_at(mm, addr, pte, pte_val);
  90         page_add_file_rmap(page);
  91         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
  92         lazy_mmu_prot_update(pte_val);
  93         err = 0;
  94 unlock:
  95         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
  96 out:
  97         return err;
  98 }
  99 EXPORT_SYMBOL(install_page);
 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         pte_t pte_val;
 111         spinlock_t *ptl;
 112
 113         pte = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 114         if (!pte)
 115                 goto out;
 116
 117         if (!pte_none(*pte) && zap_pte(mm, vma, addr, pte)) {
 118                 update_hiwater_rss(mm);
 119                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 120         }
 121
 122         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 123         pte_val = *pte;
 124         /*
 125          * We don't need to run update_mmu_cache() here because the "file pte"
 126          * being installed by install_file_pte() is not a real pte - it's a
 127          * non-present entry (like a swap entry), noting what file offset should
 128          * be mapped there when there's a fault (in a non-linear vma where
 129          * that's not obvious).
 130          */
 131         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 132         err = 0;
 133 out:
 134         return err;
 135 }
 136
 137 /***
 138  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
 139  *                        file within an existing vma.
 140  * @start: start of the remapped virtual memory range
 141  * @size: size of the remapped virtual memory range
 142  * @prot: new protection bits of the range
 143  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
 144  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
 145  *
 146  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
 147  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
 148  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
 149  * also safe across swapout.
 150  *
 151  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
 152  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
 153  * future.
 154  */
 155 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
 156         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
 157 {
 158         struct mm_struct *mm = current->mm;
 159         struct address_space *mapping;
 160         unsigned long end = start + size;
 161         struct vm_area_struct *vma;
 162         int err = -EINVAL;
 163         int has_write_lock = 0;
 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_read(&mm->mmap_sem);
 185  retry:
 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.  vm_private_data is used as a
 192          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma.
 193          */
 194         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 195                 (!vma->vm_private_data || (vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) &&
 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                         if (!has_write_lock) {
 204                                 up_read(&mm->mmap_sem);
 205                                 down_write(&mm->mmap_sem);
 206                                 has_write_lock = 1;
 207                                 goto retry;
 208                         }
 209                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
 210                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 211                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 212                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 213                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
 214                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
 215                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 216                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 217                 }
 218
 219                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 220                                             vma->vm_page_prot,
 221                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 222
 223                 /*
 224                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 225                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 226                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 227                  */
 228         }
 229         if (likely(!has_write_lock))
 230                 up_read(&mm->mmap_sem);
 231         else
 232                 up_write(&mm->mmap_sem);
 233
 234         return err;
 235 }
 236