[PATCH] unpaged: VM_UNPAGED
[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                 unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
31                 flush_cache_page(vma, addr, pfn);
32                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
33                 if (unlikely(!pfn_valid(pfn))) {
34                         print_bad_pte(vma, pte, addr);
35                         goto out;
36                 }
37                 page = pfn_to_page(pfn);
38                 if (pte_dirty(pte))
39                         set_page_dirty(page);
40                 page_remove_rmap(page);
41                 page_cache_release(page);
42         } else {
43                 if (!pte_file(pte))
44                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
45                 pte_clear(mm, addr, ptep);
46         }
47 out:
48         return !!page;
49 }
50
51 /*
52  * Install a file page to a given virtual memory address, release any
53  * previously existing mapping.
54  */
55 int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
56                 unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot)
57 {
58         struct inode *inode;
59         pgoff_t size;
60         int err = -ENOMEM;
61         pte_t *pte;
62         pmd_t *pmd;
63         pud_t *pud;
64         pgd_t *pgd;
65         pte_t pte_val;
66         spinlock_t *ptl;
67
68         BUG_ON(vma->vm_flags & VM_UNPAGED);
69
70         pgd = pgd_offset(mm, addr);
71         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
72         if (!pud)
73                 goto out;
74         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
75         if (!pmd)
76                 goto out;
77         pte = pte_alloc_map_lock(mm, pmd, addr, &ptl);
78         if (!pte)
79                 goto out;
80
81         /*
82          * This page may have been truncated. Tell the
83          * caller about it.
84          */
85         err = -EINVAL;
86         inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
87         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
88         if (!page->mapping || page->index >= size)
89                 goto unlock;
90         err = -ENOMEM;
91         if (page_mapcount(page) > INT_MAX/2)
92                 goto unlock;
93
94         if (pte_none(*pte) || !zap_pte(mm, vma, addr, pte))
95                 inc_mm_counter(mm, file_rss);
96
97         flush_icache_page(vma, page);
98         set_pte_at(mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
99         page_add_file_rmap(page);
100         pte_val = *pte;
101         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
102         err = 0;
103 unlock:
104         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
105 out:
106         return err;
107 }
108 EXPORT_SYMBOL(install_page);
109
110 /*
111  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
112  * previously existing mapping.
113  */
114 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
115                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
116 {
117         int err = -ENOMEM;
118         pte_t *pte;
119         pmd_t *pmd;
120         pud_t *pud;
121         pgd_t *pgd;
122         pte_t pte_val;
123         spinlock_t *ptl;
124
125         BUG_ON(vma->vm_flags & VM_UNPAGED);
126
127         pgd = pgd_offset(mm, addr);
128         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
129         if (!pud)
130                 goto out;
131         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
132         if (!pmd)
133                 goto out;
134         pte = pte_alloc_map_lock(mm, pmd, addr, &ptl);
135         if (!pte)
136                 goto out;
137
138         if (!pte_none(*pte) && zap_pte(mm, vma, addr, pte)) {
139                 update_hiwater_rss(mm);
140                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
141         }
142
143         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
144         pte_val = *pte;
145         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
146         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
147         err = 0;
148 out:
149         return err;
150 }
151
152 /***
153  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
154  *                        file within an existing vma.
155  * @start: start of the remapped virtual memory range
156  * @size: size of the remapped virtual memory range
157  * @prot: new protection bits of the range
158  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
159  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
160  *
161  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
162  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
163  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
164  * also safe across swapout.
165  *
166  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
167  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
168  * future.
169  */
170 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
171         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
172 {
173         struct mm_struct *mm = current->mm;
174         struct address_space *mapping;
175         unsigned long end = start + size;
176         struct vm_area_struct *vma;
177         int err = -EINVAL;
178         int has_write_lock = 0;
179
180         if (__prot)
181                 return err;
182         /*
183          * Sanitize the syscall parameters:
184          */
185         start = start & PAGE_MASK;
186         size = size & PAGE_MASK;
187
188         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
189         if (start + size <= start)
190                 return err;
191
192         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
193 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
194         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
195                 return err;
196 #endif
197
198         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
199         down_read(&mm->mmap_sem);
200  retry:
201         vma = find_vma(mm, start);
202
203         /*
204          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
205          * and that the remapped range is valid and fully within
206          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
207          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma (unless VM_RESERVED
208          * or VM_LOCKED, but VM_LOCKED could be revoked later on).
209          */
210         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
211                 (!vma->vm_private_data ||
212                         (vma->vm_flags & (VM_NONLINEAR|VM_RESERVED))) &&
213                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
214                         end > start && start >= vma->vm_start &&
215                                 end <= vma->vm_end) {
216
217                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
218                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
219                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
220                         if (!has_write_lock) {
221                                 up_read(&mm->mmap_sem);
222                                 down_write(&mm->mmap_sem);
223                                 has_write_lock = 1;
224                                 goto retry;
225                         }
226                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
227                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
228                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
229                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
230                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
231                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
232                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
233                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
234                 }
235
236                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
237                                             vma->vm_page_prot,
238                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
239
240                 /*
241                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
242                  * it after ->populate completes, and that would prevent
243                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
244                  */
245         }
246         if (likely(!has_write_lock))
247                 up_read(&mm->mmap_sem);
248         else
249                 up_write(&mm->mmap_sem);
250
251         return err;
252 }
253