Linux-2.6.12-rc2
[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 inline void 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
28         if (pte_none(pte))
29                 return;
30         if (pte_present(pte)) {
31                 unsigned long pfn = pte_pfn(pte);
32
33                 flush_cache_page(vma, addr, pfn);
34                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
35                 if (pfn_valid(pfn)) {
36                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
37                         if (!PageReserved(page)) {
38                                 if (pte_dirty(pte))
39                                         set_page_dirty(page);
40                                 page_remove_rmap(page);
41                                 page_cache_release(page);
42                                 dec_mm_counter(mm, rss);
43                         }
44                 }
45         } else {
46                 if (!pte_file(pte))
47                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
48                 pte_clear(mm, addr, ptep);
49         }
50 }
51
52 /*
53  * Install a file page to a given virtual memory address, release any
54  * previously existing mapping.
55  */
56 int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
57                 unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot)
58 {
59         struct inode *inode;
60         pgoff_t size;
61         int err = -ENOMEM;
62         pte_t *pte;
63         pmd_t *pmd;
64         pud_t *pud;
65         pgd_t *pgd;
66         pte_t pte_val;
67
68         pgd = pgd_offset(mm, addr);
69         spin_lock(&mm->page_table_lock);
70         
71         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
72         if (!pud)
73                 goto err_unlock;
74
75         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
76         if (!pmd)
77                 goto err_unlock;
78
79         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
80         if (!pte)
81                 goto err_unlock;
82
83         /*
84          * This page may have been truncated. Tell the
85          * caller about it.
86          */
87         err = -EINVAL;
88         inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
89         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
90         if (!page->mapping || page->index >= size)
91                 goto err_unlock;
92
93         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
94
95         inc_mm_counter(mm,rss);
96         flush_icache_page(vma, page);
97         set_pte_at(mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
98         page_add_file_rmap(page);
99         pte_val = *pte;
100         pte_unmap(pte);
101         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
102
103         err = 0;
104 err_unlock:
105         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
106         return err;
107 }
108 EXPORT_SYMBOL(install_page);
109
110
111 /*
112  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
113  * previously existing mapping.
114  */
115 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
116                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
117 {
118         int err = -ENOMEM;
119         pte_t *pte;
120         pmd_t *pmd;
121         pud_t *pud;
122         pgd_t *pgd;
123         pte_t pte_val;
124
125         pgd = pgd_offset(mm, addr);
126         spin_lock(&mm->page_table_lock);
127         
128         pud = pud_alloc(mm, pgd, addr);
129         if (!pud)
130                 goto err_unlock;
131
132         pmd = pmd_alloc(mm, pud, addr);
133         if (!pmd)
134                 goto err_unlock;
135
136         pte = pte_alloc_map(mm, pmd, addr);
137         if (!pte)
138                 goto err_unlock;
139
140         zap_pte(mm, vma, addr, pte);
141
142         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
143         pte_val = *pte;
144         pte_unmap(pte);
145         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
146         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
147         return 0;
148
149 err_unlock:
150         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
151         return err;
152 }
153
154
155 /***
156  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
157  *                        file within an existing vma.
158  * @start: start of the remapped virtual memory range
159  * @size: size of the remapped virtual memory range
160  * @prot: new protection bits of the range
161  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
162  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
163  *
164  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
165  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
166  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
167  * also safe across swapout.
168  *
169  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
170  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
171  * future.
172  */
173 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
174         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
175 {
176         struct mm_struct *mm = current->mm;
177         struct address_space *mapping;
178         unsigned long end = start + size;
179         struct vm_area_struct *vma;
180         int err = -EINVAL;
181         int has_write_lock = 0;
182
183         if (__prot)
184                 return err;
185         /*
186          * Sanitize the syscall parameters:
187          */
188         start = start & PAGE_MASK;
189         size = size & PAGE_MASK;
190
191         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
192         if (start + size <= start)
193                 return err;
194
195         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
196 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
197         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
198                 return err;
199 #endif
200
201         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
202         down_read(&mm->mmap_sem);
203  retry:
204         vma = find_vma(mm, start);
205
206         /*
207          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
208          * and that the remapped range is valid and fully within
209          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
210          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma (unless VM_RESERVED
211          * or VM_LOCKED, but VM_LOCKED could be revoked later on).
212          */
213         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
214                 (!vma->vm_private_data ||
215                         (vma->vm_flags & (VM_NONLINEAR|VM_RESERVED))) &&
216                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
217                         end > start && start >= vma->vm_start &&
218                                 end <= vma->vm_end) {
219
220                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
221                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
222                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
223                         if (!has_write_lock) {
224                                 up_read(&mm->mmap_sem);
225                                 down_write(&mm->mmap_sem);
226                                 has_write_lock = 1;
227                                 goto retry;
228                         }
229                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
230                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
231                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
232                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
233                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
234                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
235                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
236                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
237                 }
238
239                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
240                                             vma->vm_page_prot,
241                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
242
243                 /*
244                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
245                  * it after ->populate completes, and that would prevent
246                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
247                  */
248         }
249         if (likely(!has_write_lock))
250                 up_read(&mm->mmap_sem);
251         else
252                 up_write(&mm->mmap_sem);
253
254         return err;
255 }
256