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_not_present_full(mm, addr, ptep, 0);
  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         inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
  72         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  73         if (!page->mapping || page->index >= size)
  74                 goto unlock;
  75         err = -ENOMEM;
  76         if (page_mapcount(page) > INT_MAX/2)
  77                 goto unlock;
  78         if (!vx_rss_avail(mm, 1))
  79                 goto unlock;
  80
  81         if (pte_none(*pte) || !zap_pte(mm, vma, addr, pte))
  82                 inc_mm_counter(mm, file_rss);
  83
  84         flush_icache_page(vma, page);
  85         pte_val = mk_pte(page, prot);
  86         set_pte_at(mm, addr, pte, pte_val);
  87         page_add_file_rmap(page);
  88         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
  89         lazy_mmu_prot_update(pte_val);
  90         err = 0;
  91 unlock:
  92         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
  93 out:
  94         return err;
  95 }
  96 EXPORT_SYMBOL(install_page);
  97
  98 /*
  99  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
 100  * previously existing mapping.
 101  */
 102 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
 103                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
 104 {
 105         int err = -ENOMEM;
 106         pte_t *pte;
 107         spinlock_t *ptl;
 108
 109         pte = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
 110         if (!pte)
 111                 goto out;
 112
 113         if (!pte_none(*pte) && zap_pte(mm, vma, addr, pte)) {
 114                 update_hiwater_rss(mm);
 115                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
 116         }
 117
 118         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 119         /*
 120          * We don't need to run update_mmu_cache() here because the "file pte"
 121          * being installed by install_file_pte() is not a real pte - it's a
 122          * non-present entry (like a swap entry), noting what file offset should
 123          * be mapped there when there's a fault (in a non-linear vma where
 124          * that's not obvious).
 125          */
 126         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
 127         err = 0;
 128 out:
 129         return err;
 130 }
 131
 132 /***
 133  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
 134  *                        file within an existing vma.
 135  * @start: start of the remapped virtual memory range
 136  * @size: size of the remapped virtual memory range
 137  * @prot: new protection bits of the range
 138  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
 139  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
 140  *
 141  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
 142  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
 143  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
 144  * also safe across swapout.
 145  *
 146  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
 147  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
 148  * future.
 149  */
 150 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
 151         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
 152 {
 153         struct mm_struct *mm = current->mm;
 154         struct address_space *mapping;
 155         unsigned long end = start + size;
 156         struct vm_area_struct *vma;
 157         int err = -EINVAL;
 158         int has_write_lock = 0;
 159
 160         if (__prot)
 161                 return err;
 162         /*
 163          * Sanitize the syscall parameters:
 164          */
 165         start = start & PAGE_MASK;
 166         size = size & PAGE_MASK;
 167
 168         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
 169         if (start + size <= start)
 170                 return err;
 171
 172         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
 173 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
 174         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
 175                 return err;
 176 #endif
 177
 178         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
 179         down_read(&mm->mmap_sem);
 180  retry:
 181         vma = find_vma(mm, start);
 182
 183         /*
 184          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
 185          * and that the remapped range is valid and fully within
 186          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
 187          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma.
 188          */
 189         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 190                 (!vma->vm_private_data || (vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) &&
 191                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
 192                         end > start && start >= vma->vm_start &&
 193                                 end <= vma->vm_end) {
 194
 195                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
 196                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
 197                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 198                         if (!has_write_lock) {
 199                                 up_read(&mm->mmap_sem);
 200                                 down_write(&mm->mmap_sem);
 201                                 has_write_lock = 1;
 202                                 goto retry;
 203                         }
 204                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
 205                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 206                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 207                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 208                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
 209                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
 210                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 211                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 212                 }
 213
 214                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 215                                             vma->vm_page_prot,
 216                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 217
 218                 /*
 219                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 220                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 221                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 222                  */
 223         }
 224         if (likely(!has_write_lock))
 225                 up_read(&mm->mmap_sem);
 226         else
 227                 up_write(&mm->mmap_sem);
 228
 229         return err;
 230 }
 231