mm: merge populate and nopage into fault (fixes nonlinear)
[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 #include "filemap.h"
19
20 /*
21  * We do use our own empty page to avoid interference with other users
22  * of ZERO_PAGE(), such as /dev/zero
23  */
24 static struct page *__xip_sparse_page;
25
26 static struct page *xip_sparse_page(void)
27 {
28         if (!__xip_sparse_page) {
29                 unsigned long zeroes = get_zeroed_page(GFP_HIGHUSER);
30                 if (zeroes) {
31                         static DEFINE_SPINLOCK(xip_alloc_lock);
32                         spin_lock(&xip_alloc_lock);
33                         if (!__xip_sparse_page)
34                                 __xip_sparse_page = virt_to_page(zeroes);
35                         else
36                                 free_page(zeroes);
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 struct page *xip_file_fault(struct vm_area_struct *area,
214                                         struct fault_data *fdata)
215 {
216         struct file *file = area->vm_file;
217         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
218         struct inode *inode = mapping->host;
219         struct page *page;
220         pgoff_t size;
221
222         /* XXX: are VM_FAULT_ codes OK? */
223
224         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
225         if (fdata->pgoff >= size) {
226                 fdata->type = VM_FAULT_SIGBUS;
227                 return NULL;
228         }
229
230         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
231                                         fdata->pgoff*(PAGE_SIZE/512), 0);
232         if (!IS_ERR(page))
233                 goto out;
234         if (PTR_ERR(page) != -ENODATA) {
235                 fdata->type = VM_FAULT_OOM;
236                 return NULL;
237         }
238
239         /* sparse block */
240         if ((area->vm_flags & (VM_WRITE | VM_MAYWRITE)) &&
241             (area->vm_flags & (VM_SHARED| VM_MAYSHARE)) &&
242             (!(mapping->host->i_sb->s_flags & MS_RDONLY))) {
243                 /* maybe shared writable, allocate new block */
244                 page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
245                                         fdata->pgoff*(PAGE_SIZE/512), 1);
246                 if (IS_ERR(page)) {
247                         fdata->type = VM_FAULT_SIGBUS;
248                         return NULL;
249                 }
250                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
251                 __xip_unmap(mapping, fdata->pgoff);
252         } else {
253                 /* not shared and writable, use xip_sparse_page() */
254                 page = xip_sparse_page();
255                 if (!page) {
256                         fdata->type = VM_FAULT_OOM;
257                         return NULL;
258                 }
259         }
260
261 out:
262         fdata->type = VM_FAULT_MINOR;
263         page_cache_get(page);
264         return page;
265 }
266
267 static struct vm_operations_struct xip_file_vm_ops = {
268         .fault  = xip_file_fault,
269 };
270
271 int xip_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
272 {
273         BUG_ON(!file->f_mapping->a_ops->get_xip_page);
274
275         file_accessed(file);
276         vma->vm_ops = &xip_file_vm_ops;
277         vma->vm_flags |= VM_CAN_NONLINEAR;
278         return 0;
279 }
280 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_mmap);
281
282 static ssize_t
283 __xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf,
284                   size_t count, loff_t pos, loff_t *ppos)
285 {
286         struct address_space * mapping = filp->f_mapping;
287         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
288         struct inode    *inode = mapping->host;
289         long            status = 0;
290         struct page     *page;
291         size_t          bytes;
292         ssize_t         written = 0;
293
294         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
295
296         do {
297                 unsigned long index;
298                 unsigned long offset;
299                 size_t copied;
300
301                 offset = (pos & (PAGE_CACHE_SIZE -1)); /* Within page */
302                 index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
303                 bytes = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
304                 if (bytes > count)
305                         bytes = count;
306
307                 /*
308                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
309                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
310                  * same page as we're writing to, without it being marked
311                  * up-to-date.
312                  */
313                 fault_in_pages_readable(buf, bytes);
314
315                 page = a_ops->get_xip_page(mapping,
316                                            index*(PAGE_SIZE/512), 0);
317                 if (IS_ERR(page) && (PTR_ERR(page) == -ENODATA)) {
318                         /* we allocate a new page unmap it */
319                         page = a_ops->get_xip_page(mapping,
320                                                    index*(PAGE_SIZE/512), 1);
321                         if (!IS_ERR(page))
322                                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
323                                 __xip_unmap(mapping, index);
324                 }
325
326                 if (IS_ERR(page)) {
327                         status = PTR_ERR(page);
328                         break;
329                 }
330
331                 copied = filemap_copy_from_user(page, offset, buf, bytes);
332                 flush_dcache_page(page);
333                 if (likely(copied > 0)) {
334                         status = copied;
335
336                         if (status >= 0) {
337                                 written += status;
338                                 count -= status;
339                                 pos += status;
340                                 buf += status;
341                         }
342                 }
343                 if (unlikely(copied != bytes))
344                         if (status >= 0)
345                                 status = -EFAULT;
346                 if (status < 0)
347                         break;
348         } while (count);
349         *ppos = pos;
350         /*
351          * No need to use i_size_read() here, the i_size
352          * cannot change under us because we hold i_mutex.
353          */
354         if (pos > inode->i_size) {
355                 i_size_write(inode, pos);
356                 mark_inode_dirty(inode);
357         }
358
359         return written ? written : status;
360 }
361
362 ssize_t
363 xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t len,
364                loff_t *ppos)
365 {
366         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
367         struct inode *inode = mapping->host;
368         size_t count;
369         loff_t pos;
370         ssize_t ret;
371
372         mutex_lock(&inode->i_mutex);
373
374         if (!access_ok(VERIFY_READ, buf, len)) {
375                 ret=-EFAULT;
376                 goto out_up;
377         }
378
379         pos = *ppos;
380         count = len;
381
382         vfs_check_frozen(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
383
384         /* We can write back this queue in page reclaim */
385         current->backing_dev_info = mapping->backing_dev_info;
386
387         ret = generic_write_checks(filp, &pos, &count, S_ISBLK(inode->i_mode));
388         if (ret)
389                 goto out_backing;
390         if (count == 0)
391                 goto out_backing;
392
393         ret = remove_suid(filp->f_path.dentry);
394         if (ret)
395                 goto out_backing;
396
397         file_update_time(filp);
398
399         ret = __xip_file_write (filp, buf, count, pos, ppos);
400
401  out_backing:
402         current->backing_dev_info = NULL;
403  out_up:
404         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
405         return ret;
406 }
407 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_write);
408
409 /*
410  * truncate a page used for execute in place
411  * functionality is analog to block_truncate_page but does use get_xip_page
412  * to get the page instead of page cache
413  */
414 int
415 xip_truncate_page(struct address_space *mapping, loff_t from)
416 {
417         pgoff_t index = from >> PAGE_CACHE_SHIFT;
418         unsigned offset = from & (PAGE_CACHE_SIZE-1);
419         unsigned blocksize;
420         unsigned length;
421         struct page *page;
422
423         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
424
425         blocksize = 1 << mapping->host->i_blkbits;
426         length = offset & (blocksize - 1);
427
428         /* Block boundary? Nothing to do */
429         if (!length)
430                 return 0;
431
432         length = blocksize - length;
433
434         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
435                                             index*(PAGE_SIZE/512), 0);
436         if (!page)
437                 return -ENOMEM;
438         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
439                 if (PTR_ERR(page) == -ENODATA)
440                         /* Hole? No need to truncate */
441                         return 0;
442                 else
443                         return PTR_ERR(page);
444         }
445         zero_user_page(page, offset, length, KM_USER0);
446         return 0;
447 }
448 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_truncate_page);