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 inline void 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
  29         if (pte_none(pte))
  30                 return;
  31         if (pte_present(pte)) {
  32                 unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
  33
  34                 flush_cache_page(vma, addr, pfn);
  35                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
  36                 if (pfn_valid(pfn)) {
  37                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
  38                         if (!PageReserved(page)) {
  39                                 if (pte_dirty(pte))
  40                                         set_page_dirty(page);
  41                                 page_remove_rmap(page);
  42                                 page_cache_release(page);
  43                                 dec_mm_counter(mm, rss);
  44                         }
  45                 }
  46         } else {
  47                 if (!pte_file(pte))
  48                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
  49                 pte_clear(mm, addr, ptep);
  50         }
  51 }
  52
  53 /*
  54  * Install a file page to a given virtual memory address, release any
  55  * previously existing mapping.
  56  */
  57 int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
  58                 unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot)
  59 {
  60         struct inode *inode;
  61         pgoff_t size;
  62         int err = -ENOMEM;
  63         pte_t *pte;
  64         pmd_t *pmd;
  65         pud_t *pud;
  66         pgd_t *pgd;
  67         pte_t pte_val;
  68
  69         pgd = pgd_offset(mm, addr);
  70         spin_lock(&mm->page_table_lock);
  71
  72         if (!vx_rsspages_avail(mm, 1))
  73                 goto err_unlock;
  74
  75         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
  76         if (!pud)
  77                 goto err_unlock;
  78
  79         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
  80         if (!pmd)
  81                 goto err_unlock;
  82
  83         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
  84         if (!pte)
  85                 goto err_unlock;
  86
  87         /*
  88          * This page may have been truncated. Tell the
  89          * caller about it.
  90          */
  91         err = -EINVAL;
  92         inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
  93         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
  94         if (!page->mapping || page->index >= size)
  95                 goto err_unlock;
  96
  97         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
  98
  99         inc_mm_counter(mm,rss);
 100         flush_icache_page(vma, page);
 101         set_pte_at(mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
 102         page_add_file_rmap(page);
 103         pte_val = *pte;
 104         pte_unmap(pte);
 105         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
 106
 107         err = 0;
 108 err_unlock:
 109         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 110         return err;
 111 }
 112 EXPORT_SYMBOL(install_page);
 113
 114
 115 /*
 116  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
 117  * previously existing mapping.
 118  */
 119 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
 120                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
 121 {
 122         int err = -ENOMEM;
 123         pte_t *pte;
 124         pmd_t *pmd;
 125         pud_t *pud;
 126         pgd_t *pgd;
 127         pte_t pte_val;
 128
 129         pgd = pgd_offset(mm, addr);
 130         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 131
 132         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
 133         if (!pud)
 134                 goto err_unlock;
 135
 136         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
 137         if (!pmd)
 138                 goto err_unlock;
 139
 140         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
 141         if (!pte)
 142                 goto err_unlock;
 143
 144         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
 145
 146         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
 147         pte_val = *pte;
 148         pte_unmap(pte);
 149         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
 150         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 151         return 0;
 152
 153 err_unlock:
 154         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 155         return err;
 156 }
 157
 158
 159 /***
 160  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
 161  *                        file within an existing vma.
 162  * @start: start of the remapped virtual memory range
 163  * @size: size of the remapped virtual memory range
 164  * @prot: new protection bits of the range
 165  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
 166  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
 167  *
 168  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
 169  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
 170  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
 171  * also safe across swapout.
 172  *
 173  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
 174  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
 175  * future.
 176  */
 177 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
 178         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
 179 {
 180         struct mm_struct *mm = current->mm;
 181         struct address_space *mapping;
 182         unsigned long end = start + size;
 183         struct vm_area_struct *vma;
 184         int err = -EINVAL;
 185         int has_write_lock = 0;
 186
 187         if (__prot)
 188                 return err;
 189         /*
 190          * Sanitize the syscall parameters:
 191          */
 192         start = start & PAGE_MASK;
 193         size = size & PAGE_MASK;
 194
 195         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
 196         if (start + size <= start)
 197                 return err;
 198
 199         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
 200 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
 201         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
 202                 return err;
 203 #endif
 204
 205         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
 206         down_read(&mm->mmap_sem);
 207  retry:
 208         vma = find_vma(mm, start);
 209
 210         /*
 211          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
 212          * and that the remapped range is valid and fully within
 213          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
 214          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma (unless VM_RESERVED
 215          * or VM_LOCKED, but VM_LOCKED could be revoked later on).
 216          */
 217         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
 218                 (!vma->vm_private_data ||
 219                         (vma->vm_flags & (VM_NONLINEAR|VM_RESERVED))) &&
 220                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
 221                         end > start && start >= vma->vm_start &&
 222                                 end <= vma->vm_end) {
 223
 224                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
 225                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
 226                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
 227                         if (!has_write_lock) {
 228                                 up_read(&mm->mmap_sem);
 229                                 down_write(&mm->mmap_sem);
 230                                 has_write_lock = 1;
 231                                 goto retry;
 232                         }
 233                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
 234                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
 235                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 236                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
 237                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
 238                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
 239                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 240                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
 241                 }
 242
 243                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
 244                                             vma->vm_page_prot,
 245                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
 246
 247                 /*
 248                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
 249                  * it after ->populate completes, and that would prevent
 250                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
 251                  */
 252         }
 253         if (likely(!has_write_lock))
 254                 up_read(&mm->mmap_sem);
 255         else
 256                 up_write(&mm->mmap_sem);
 257
 258         return err;
 259 }
 260