f851775e09c2a27f66763ef9e239c025f2ae8c6a
[linux-2.6.git] / 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
19 #include <asm/mmu_context.h>
20 #include <asm/cacheflush.h>
21 #include <asm/tlbflush.h>
22
23 static int zap_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
24                         unsigned long addr, pte_t *ptep)
25 {
26         pte_t pte = *ptep;
27         struct page *page = NULL;
28
29         if (pte_present(pte)) {
30                 flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(pte));
31                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
32                 page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
33                 if (page) {
34                         if (pte_dirty(pte))
35                                 set_page_dirty(page);
36                         page_remove_rmap(page);
37                         page_cache_release(page);
38                 }
39         } else {
40                 if (!pte_file(pte))
41                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
42                 pte_clear(mm, addr, ptep);
43         }
44         return !!page;
45 }
46
47 /*
48  * Install a file page to a given virtual memory address, release any
49  * previously existing mapping.
50  */
51 int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
52                 unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot)
53 {
54         struct inode *inode;
55         pgoff_t size;
56         int err = -ENOMEM;
57         pte_t *pte;
58         pmd_t *pmd;
59         pud_t *pud;
60         pgd_t *pgd;
61         pte_t pte_val;
62         spinlock_t *ptl;
63
64         pgd = pgd_offset(mm, addr);
65         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
66         if (!pud)
67                 goto out;
68         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
69         if (!pmd)
70                 goto out;
71         pte = pte_alloc_map_lock(mm, pmd, addr, &ptl);
72         if (!pte)
73                 goto out;
74
75         /*
76          * This page may have been truncated. Tell the
77          * caller about it.
78          */
79         err = -EINVAL;
80         inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
81         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
82         if (!page->mapping || page->index >= size)
83                 goto unlock;
84         err = -ENOMEM;
85         if (page_mapcount(page) > INT_MAX/2)
86                 goto unlock;
87
88         if (pte_none(*pte) || !zap_pte(mm, vma, addr, pte))
89                 inc_mm_counter(mm, file_rss);
90
91         flush_icache_page(vma, page);
92         set_pte_at(mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
93         page_add_file_rmap(page);
94         pte_val = *pte;
95         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
96         err = 0;
97 unlock:
98         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
99 out:
100         return err;
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(install_page);
103
104 /*
105  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
106  * previously existing mapping.
107  */
108 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
109                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
110 {
111         int err = -ENOMEM;
112         pte_t *pte;
113         pmd_t *pmd;
114         pud_t *pud;
115         pgd_t *pgd;
116         pte_t pte_val;
117         spinlock_t *ptl;
118
119         pgd = pgd_offset(mm, addr);
120         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
121         if (!pud)
122                 goto out;
123         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
124         if (!pmd)
125                 goto out;
126         pte = pte_alloc_map_lock(mm, pmd, addr, &ptl);
127         if (!pte)
128                 goto out;
129
130         if (!pte_none(*pte) && zap_pte(mm, vma, addr, pte)) {
131                 update_hiwater_rss(mm);
132                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
133         }
134
135         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
136         pte_val = *pte;
137         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
138         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
139         err = 0;
140 out:
141         return err;
142 }
143
144 /***
145  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
146  *                        file within an existing vma.
147  * @start: start of the remapped virtual memory range
148  * @size: size of the remapped virtual memory range
149  * @prot: new protection bits of the range
150  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
151  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
152  *
153  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
154  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
155  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
156  * also safe across swapout.
157  *
158  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
159  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
160  * future.
161  */
162 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
163         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
164 {
165         struct mm_struct *mm = current->mm;
166         struct address_space *mapping;
167         unsigned long end = start + size;
168         struct vm_area_struct *vma;
169         int err = -EINVAL;
170         int has_write_lock = 0;
171
172         if (__prot)
173                 return err;
174         /*
175          * Sanitize the syscall parameters:
176          */
177         start = start & PAGE_MASK;
178         size = size & PAGE_MASK;
179
180         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
181         if (start + size <= start)
182                 return err;
183
184         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
185 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
186         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
187                 return err;
188 #endif
189
190         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
191         down_read(&mm->mmap_sem);
192  retry:
193         vma = find_vma(mm, start);
194
195         /*
196          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
197          * and that the remapped range is valid and fully within
198          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
199          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma.
200          */
201         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
202                 (!vma->vm_private_data || (vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) &&
203                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
204                         end > start && start >= vma->vm_start &&
205                                 end <= vma->vm_end) {
206
207                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
208                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
209                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
210                         if (!has_write_lock) {
211                                 up_read(&mm->mmap_sem);
212                                 down_write(&mm->mmap_sem);
213                                 has_write_lock = 1;
214                                 goto retry;
215                         }
216                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
217                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
218                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
219                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
220                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
221                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
222                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
223                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
224                 }
225
226                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
227                                             vma->vm_page_prot,
228                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
229
230                 /*
231                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
232                  * it after ->populate completes, and that would prevent
233                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
234                  */
235         }
236         if (likely(!has_write_lock))
237                 up_read(&mm->mmap_sem);
238         else
239                 up_write(&mm->mmap_sem);
240
241         return err;
242 }
243