Detach sched.h from mm.h
[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 ssize_t
163 xip_file_sendfile(struct file *in_file, loff_t *ppos,
164              size_t count, read_actor_t actor, void *target)
165 {
166         read_descriptor_t desc;
167
168         if (!count)
169                 return 0;
170
171         desc.written = 0;
172         desc.count = count;
173         desc.arg.data = target;
174         desc.error = 0;
175
176         do_xip_mapping_read(in_file->f_mapping, &in_file->f_ra, in_file,
177                             ppos, &desc, actor);
178         if (desc.written)
179                 return desc.written;
180         return desc.error;
181 }
182 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_sendfile);
183
184 /*
185  * __xip_unmap is invoked from xip_unmap and
186  * xip_write
187  *
188  * This function walks all vmas of the address_space and unmaps the
189  * __xip_sparse_page when found at pgoff.
190  */
191 static void
192 __xip_unmap (struct address_space * mapping,
193                      unsigned long pgoff)
194 {
195         struct vm_area_struct *vma;
196         struct mm_struct *mm;
197         struct prio_tree_iter iter;
198         unsigned long address;
199         pte_t *pte;
200         pte_t pteval;
201         spinlock_t *ptl;
202         struct page *page;
203
204         page = __xip_sparse_page;
205         if (!page)
206                 return;
207
208         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
209         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
210                 mm = vma->vm_mm;
211                 address = vma->vm_start +
212                         ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
213                 BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
214                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
215                 if (pte) {
216                         /* Nuke the page table entry. */
217                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
218                         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
219                         page_remove_rmap(page, vma);
220                         dec_mm_counter(mm, file_rss);
221                         BUG_ON(pte_dirty(pteval));
222                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
223                         page_cache_release(page);
224                 }
225         }
226         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
227 }
228
229 /*
230  * xip_nopage() is invoked via the vma operations vector for a
231  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
232  *
233  * This function is derived from filemap_nopage, but used for execute in place
234  */
235 static struct page *
236 xip_file_nopage(struct vm_area_struct * area,
237                    unsigned long address,
238                    int *type)
239 {
240         struct file *file = area->vm_file;
241         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
242         struct inode *inode = mapping->host;
243         struct page *page;
244         unsigned long size, pgoff, endoff;
245
246         pgoff = ((address - area->vm_start) >> PAGE_CACHE_SHIFT)
247                 + area->vm_pgoff;
248         endoff = ((area->vm_end - area->vm_start) >> PAGE_CACHE_SHIFT)
249                 + area->vm_pgoff;
250
251         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
252         if (pgoff >= size)
253                 return NOPAGE_SIGBUS;
254
255         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping, pgoff*(PAGE_SIZE/512), 0);
256         if (!IS_ERR(page))
257                 goto out;
258         if (PTR_ERR(page) != -ENODATA)
259                 return NOPAGE_SIGBUS;
260
261         /* sparse block */
262         if ((area->vm_flags & (VM_WRITE | VM_MAYWRITE)) &&
263             (area->vm_flags & (VM_SHARED| VM_MAYSHARE)) &&
264             (!(mapping->host->i_sb->s_flags & MS_RDONLY))) {
265                 /* maybe shared writable, allocate new block */
266                 page = mapping->a_ops->get_xip_page (mapping,
267                         pgoff*(PAGE_SIZE/512), 1);
268                 if (IS_ERR(page))
269                         return NOPAGE_SIGBUS;
270                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
271                 __xip_unmap(mapping, pgoff);
272         } else {
273                 /* not shared and writable, use xip_sparse_page() */
274                 page = xip_sparse_page();
275                 if (!page)
276                         return NOPAGE_OOM;
277         }
278
279 out:
280         page_cache_get(page);
281         return page;
282 }
283
284 static struct vm_operations_struct xip_file_vm_ops = {
285         .nopage         = xip_file_nopage,
286 };
287
288 int xip_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
289 {
290         BUG_ON(!file->f_mapping->a_ops->get_xip_page);
291
292         file_accessed(file);
293         vma->vm_ops = &xip_file_vm_ops;
294         return 0;
295 }
296 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_mmap);
297
298 static ssize_t
299 __xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf,
300                   size_t count, loff_t pos, loff_t *ppos)
301 {
302         struct address_space * mapping = filp->f_mapping;
303         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
304         struct inode    *inode = mapping->host;
305         long            status = 0;
306         struct page     *page;
307         size_t          bytes;
308         ssize_t         written = 0;
309
310         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
311
312         do {
313                 unsigned long index;
314                 unsigned long offset;
315                 size_t copied;
316
317                 offset = (pos & (PAGE_CACHE_SIZE -1)); /* Within page */
318                 index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
319                 bytes = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
320                 if (bytes > count)
321                         bytes = count;
322
323                 /*
324                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
325                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
326                  * same page as we're writing to, without it being marked
327                  * up-to-date.
328                  */
329                 fault_in_pages_readable(buf, bytes);
330
331                 page = a_ops->get_xip_page(mapping,
332                                            index*(PAGE_SIZE/512), 0);
333                 if (IS_ERR(page) && (PTR_ERR(page) == -ENODATA)) {
334                         /* we allocate a new page unmap it */
335                         page = a_ops->get_xip_page(mapping,
336                                                    index*(PAGE_SIZE/512), 1);
337                         if (!IS_ERR(page))
338                                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
339                                 __xip_unmap(mapping, index);
340                 }
341
342                 if (IS_ERR(page)) {
343                         status = PTR_ERR(page);
344                         break;
345                 }
346
347                 copied = filemap_copy_from_user(page, offset, buf, bytes);
348                 flush_dcache_page(page);
349                 if (likely(copied > 0)) {
350                         status = copied;
351
352                         if (status >= 0) {
353                                 written += status;
354                                 count -= status;
355                                 pos += status;
356                                 buf += status;
357                         }
358                 }
359                 if (unlikely(copied != bytes))
360                         if (status >= 0)
361                                 status = -EFAULT;
362                 if (status < 0)
363                         break;
364         } while (count);
365         *ppos = pos;
366         /*
367          * No need to use i_size_read() here, the i_size
368          * cannot change under us because we hold i_mutex.
369          */
370         if (pos > inode->i_size) {
371                 i_size_write(inode, pos);
372                 mark_inode_dirty(inode);
373         }
374
375         return written ? written : status;
376 }
377
378 ssize_t
379 xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t len,
380                loff_t *ppos)
381 {
382         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
383         struct inode *inode = mapping->host;
384         size_t count;
385         loff_t pos;
386         ssize_t ret;
387
388         mutex_lock(&inode->i_mutex);
389
390         if (!access_ok(VERIFY_READ, buf, len)) {
391                 ret=-EFAULT;
392                 goto out_up;
393         }
394
395         pos = *ppos;
396         count = len;
397
398         vfs_check_frozen(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
399
400         /* We can write back this queue in page reclaim */
401         current->backing_dev_info = mapping->backing_dev_info;
402
403         ret = generic_write_checks(filp, &pos, &count, S_ISBLK(inode->i_mode));
404         if (ret)
405                 goto out_backing;
406         if (count == 0)
407                 goto out_backing;
408
409         ret = remove_suid(filp->f_path.dentry);
410         if (ret)
411                 goto out_backing;
412
413         file_update_time(filp);
414
415         ret = __xip_file_write (filp, buf, count, pos, ppos);
416
417  out_backing:
418         current->backing_dev_info = NULL;
419  out_up:
420         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
421         return ret;
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_write);
424
425 /*
426  * truncate a page used for execute in place
427  * functionality is analog to block_truncate_page but does use get_xip_page
428  * to get the page instead of page cache
429  */
430 int
431 xip_truncate_page(struct address_space *mapping, loff_t from)
432 {
433         pgoff_t index = from >> PAGE_CACHE_SHIFT;
434         unsigned offset = from & (PAGE_CACHE_SIZE-1);
435         unsigned blocksize;
436         unsigned length;
437         struct page *page;
438
439         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
440
441         blocksize = 1 << mapping->host->i_blkbits;
442         length = offset & (blocksize - 1);
443
444         /* Block boundary? Nothing to do */
445         if (!length)
446                 return 0;
447
448         length = blocksize - length;
449
450         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
451                                             index*(PAGE_SIZE/512), 0);
452         if (!page)
453                 return -ENOMEM;
454         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
455                 if (PTR_ERR(page) == -ENODATA)
456                         /* Hole? No need to truncate */
457                         return 0;
458                 else
459                         return PTR_ERR(page);
460         }
461         zero_user_page(page, offset, length, KM_USER0);
462         return 0;
463 }
464 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_truncate_page);