0420a0292b0306425306b8db141b55b59f1010be
[linux-2.6.git] / 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/sched.h>
17 #include <asm/tlbflush.h>
18
19 /*
20  * We do use our own empty page to avoid interference with other users
21  * of ZERO_PAGE(), such as /dev/zero
22  */
23 static struct page *__xip_sparse_page;
24
25 static struct page *xip_sparse_page(void)
26 {
27         if (!__xip_sparse_page) {
28                 struct page *page = alloc_page(GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
29
30                 if (page) {
31                         static DEFINE_SPINLOCK(xip_alloc_lock);
32                         spin_lock(&xip_alloc_lock);
33                         if (!__xip_sparse_page)
34                                 __xip_sparse_page = page;
35                         else
36                                 __free_page(page);
37                         spin_unlock(&xip_alloc_lock);
38                 }
39         }
40         return __xip_sparse_page;
41 }
42
43 /*
44  * This is a file read routine for execute in place files, and uses
45  * the mapping->a_ops->get_xip_page() function for the actual low-level
46  * stuff.
47  *
48  * Note the struct file* is not used at all.  It may be NULL.
49  */
50 static void
51 do_xip_mapping_read(struct address_space *mapping,
52                     struct file_ra_state *_ra,
53                     struct file *filp,
54                     loff_t *ppos,
55                     read_descriptor_t *desc,
56                     read_actor_t actor)
57 {
58         struct inode *inode = mapping->host;
59         unsigned long index, end_index, offset;
60         loff_t isize;
61
62         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
63
64         index = *ppos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
65         offset = *ppos & ~PAGE_CACHE_MASK;
66
67         isize = i_size_read(inode);
68         if (!isize)
69                 goto out;
70
71         end_index = (isize - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
72         for (;;) {
73                 struct page *page;
74                 unsigned long nr, ret;
75
76                 /* nr is the maximum number of bytes to copy from this page */
77                 nr = PAGE_CACHE_SIZE;
78                 if (index >= end_index) {
79                         if (index > end_index)
80                                 goto out;
81                         nr = ((isize - 1) & ~PAGE_CACHE_MASK) + 1;
82                         if (nr <= offset) {
83                                 goto out;
84                         }
85                 }
86                 nr = nr - offset;
87
88                 page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
89                         index*(PAGE_SIZE/512), 0);
90                 if (!page)
91                         goto no_xip_page;
92                 if (unlikely(IS_ERR(page))) {
93                         if (PTR_ERR(page) == -ENODATA) {
94                                 /* sparse */
95                                 page = ZERO_PAGE(0);
96                         } else {
97                                 desc->error = PTR_ERR(page);
98                                 goto out;
99                         }
100                 }
101
102                 /* If users can be writing to this page using arbitrary
103                  * virtual addresses, take care about potential aliasing
104                  * before reading the page on the kernel side.
105                  */
106                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
107                         flush_dcache_page(page);
108
109                 /*
110                  * Ok, we have the page, so now we can copy it to user space...
111                  *
112                  * The actor routine returns how many bytes were actually used..
113                  * NOTE! This may not be the same as how much of a user buffer
114                  * we filled up (we may be padding etc), so we can only update
115                  * "pos" here (the actor routine has to update the user buffer
116                  * pointers and the remaining count).
117                  */
118                 ret = actor(desc, page, offset, nr);
119                 offset += ret;
120                 index += offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
121                 offset &= ~PAGE_CACHE_MASK;
122
123                 if (ret == nr && desc->count)
124                         continue;
125                 goto out;
126
127 no_xip_page:
128                 /* Did not get the page. Report it */
129                 desc->error = -EIO;
130                 goto out;
131         }
132
133 out:
134         *ppos = ((loff_t) index << PAGE_CACHE_SHIFT) + offset;
135         if (filp)
136                 file_accessed(filp);
137 }
138
139 ssize_t
140 xip_file_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
141 {
142         read_descriptor_t desc;
143
144         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, buf, len))
145                 return -EFAULT;
146
147         desc.written = 0;
148         desc.arg.buf = buf;
149         desc.count = len;
150         desc.error = 0;
151
152         do_xip_mapping_read(filp->f_mapping, &filp->f_ra, filp,
153                             ppos, &desc, file_read_actor);
154
155         if (desc.written)
156                 return desc.written;
157         else
158                 return desc.error;
159 }
160 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_read);
161
162 /*
163  * __xip_unmap is invoked from xip_unmap and
164  * xip_write
165  *
166  * This function walks all vmas of the address_space and unmaps the
167  * __xip_sparse_page when found at pgoff.
168  */
169 static void
170 __xip_unmap (struct address_space * mapping,
171                      unsigned long pgoff)
172 {
173         struct vm_area_struct *vma;
174         struct mm_struct *mm;
175         struct prio_tree_iter iter;
176         unsigned long address;
177         pte_t *pte;
178         pte_t pteval;
179         spinlock_t *ptl;
180         struct page *page;
181
182         page = __xip_sparse_page;
183         if (!page)
184                 return;
185
186         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
187         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
188                 mm = vma->vm_mm;
189                 address = vma->vm_start +
190                         ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
191                 BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
192                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
193                 if (pte) {
194                         /* Nuke the page table entry. */
195                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
196                         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
197                         page_remove_rmap(page, vma);
198                         dec_mm_counter(mm, file_rss);
199                         BUG_ON(pte_dirty(pteval));
200                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
201                         page_cache_release(page);
202                 }
203         }
204         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
205 }
206
207 /*
208  * xip_fault() is invoked via the vma operations vector for a
209  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
210  *
211  * This function is derived from filemap_fault, but used for execute in place
212  */
213 static int xip_file_fault(struct vm_area_struct *area, struct vm_fault *vmf)
214 {
215         struct file *file = area->vm_file;
216         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
217         struct inode *inode = mapping->host;
218         struct page *page;
219         pgoff_t size;
220
221         /* XXX: are VM_FAULT_ codes OK? */
222
223         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
224         if (vmf->pgoff >= size)
225                 return VM_FAULT_SIGBUS;
226
227         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
228                                         vmf->pgoff*(PAGE_SIZE/512), 0);
229         if (!IS_ERR(page))
230                 goto out;
231         if (PTR_ERR(page) != -ENODATA)
232                 return VM_FAULT_OOM;
233
234         /* sparse block */
235         if ((area->vm_flags & (VM_WRITE | VM_MAYWRITE)) &&
236             (area->vm_flags & (VM_SHARED| VM_MAYSHARE)) &&
237             (!(mapping->host->i_sb->s_flags & MS_RDONLY))) {
238                 /* maybe shared writable, allocate new block */
239                 page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
240                                         vmf->pgoff*(PAGE_SIZE/512), 1);
241                 if (IS_ERR(page))
242                         return VM_FAULT_SIGBUS;
243                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
244                 __xip_unmap(mapping, vmf->pgoff);
245         } else {
246                 /* not shared and writable, use xip_sparse_page() */
247                 page = xip_sparse_page();
248                 if (!page)
249                         return VM_FAULT_OOM;
250         }
251
252 out:
253         page_cache_get(page);
254         vmf->page = page;
255         return 0;
256 }
257
258 static struct vm_operations_struct xip_file_vm_ops = {
259         .fault  = xip_file_fault,
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         vma->vm_flags |= VM_CAN_NONLINEAR;
269         return 0;
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_mmap);
272
273 static ssize_t
274 __xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf,
275                   size_t count, loff_t pos, loff_t *ppos)
276 {
277         struct address_space * mapping = filp->f_mapping;
278         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
279         struct inode    *inode = mapping->host;
280         long            status = 0;
281         struct page     *page;
282         size_t          bytes;
283         ssize_t         written = 0;
284
285         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
286
287         do {
288                 unsigned long index;
289                 unsigned long offset;
290                 size_t copied;
291                 char *kaddr;
292
293                 offset = (pos & (PAGE_CACHE_SIZE -1)); /* Within page */
294                 index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
295                 bytes = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
296                 if (bytes > count)
297                         bytes = count;
298
299                 page = a_ops->get_xip_page(mapping,
300                                            index*(PAGE_SIZE/512), 0);
301                 if (IS_ERR(page) && (PTR_ERR(page) == -ENODATA)) {
302                         /* we allocate a new page unmap it */
303                         page = a_ops->get_xip_page(mapping,
304                                                    index*(PAGE_SIZE/512), 1);
305                         if (!IS_ERR(page))
306                                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
307                                 __xip_unmap(mapping, index);
308                 }
309
310                 if (IS_ERR(page)) {
311                         status = PTR_ERR(page);
312                         break;
313                 }
314
315                 fault_in_pages_readable(buf, bytes);
316                 kaddr = kmap_atomic(page, KM_USER0);
317                 copied = bytes -
318                         __copy_from_user_inatomic_nocache(kaddr + offset, buf, bytes);
319                 kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
320                 flush_dcache_page(page);
321
322                 if (likely(copied > 0)) {
323                         status = copied;
324
325                         if (status >= 0) {
326                                 written += status;
327                                 count -= status;
328                                 pos += status;
329                                 buf += status;
330                         }
331                 }
332                 if (unlikely(copied != bytes))
333                         if (status >= 0)
334                                 status = -EFAULT;
335                 if (status < 0)
336                         break;
337         } while (count);
338         *ppos = pos;
339         /*
340          * No need to use i_size_read() here, the i_size
341          * cannot change under us because we hold i_mutex.
342          */
343         if (pos > inode->i_size) {
344                 i_size_write(inode, pos);
345                 mark_inode_dirty(inode);
346         }
347
348         return written ? written : status;
349 }
350
351 ssize_t
352 xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t len,
353                loff_t *ppos)
354 {
355         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
356         struct inode *inode = mapping->host;
357         size_t count;
358         loff_t pos;
359         ssize_t ret;
360
361         mutex_lock(&inode->i_mutex);
362
363         if (!access_ok(VERIFY_READ, buf, len)) {
364                 ret=-EFAULT;
365                 goto out_up;
366         }
367
368         pos = *ppos;
369         count = len;
370
371         vfs_check_frozen(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
372
373         /* We can write back this queue in page reclaim */
374         current->backing_dev_info = mapping->backing_dev_info;
375
376         ret = generic_write_checks(filp, &pos, &count, S_ISBLK(inode->i_mode));
377         if (ret)
378                 goto out_backing;
379         if (count == 0)
380                 goto out_backing;
381
382         ret = remove_suid(filp->f_path.dentry);
383         if (ret)
384                 goto out_backing;
385
386         file_update_time(filp);
387
388         ret = __xip_file_write (filp, buf, count, pos, ppos);
389
390  out_backing:
391         current->backing_dev_info = NULL;
392  out_up:
393         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
394         return ret;
395 }
396 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_write);
397
398 /*
399  * truncate a page used for execute in place
400  * functionality is analog to block_truncate_page but does use get_xip_page
401  * to get the page instead of page cache
402  */
403 int
404 xip_truncate_page(struct address_space *mapping, loff_t from)
405 {
406         pgoff_t index = from >> PAGE_CACHE_SHIFT;
407         unsigned offset = from & (PAGE_CACHE_SIZE-1);
408         unsigned blocksize;
409         unsigned length;
410         struct page *page;
411
412         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
413
414         blocksize = 1 << mapping->host->i_blkbits;
415         length = offset & (blocksize - 1);
416
417         /* Block boundary? Nothing to do */
418         if (!length)
419                 return 0;
420
421         length = blocksize - length;
422
423         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
424                                             index*(PAGE_SIZE/512), 0);
425         if (!page)
426                 return -ENOMEM;
427         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
428                 if (PTR_ERR(page) == -ENODATA)
429                         /* Hole? No need to truncate */
430                         return 0;
431                 else
432                         return PTR_ERR(page);
433         }
434         zero_user(page, offset, length);
435         return 0;
436 }
437 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_truncate_page);