mm: merge populate and nopage into fault (fixes nonlinear)
[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, vma);
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_not_present_full(mm, addr, ptep, 0);
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         pte_t pte_val;
59         spinlock_t *ptl;
60
61         pte = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
62         if (!pte)
63                 goto out;
64
65         /*
66          * This page may have been truncated. Tell the
67          * caller about it.
68          */
69         err = -EINVAL;
70         inode = vma->vm_file->f_mapping->host;
71         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
72         if (!page->mapping || page->index >= size)
73                 goto unlock;
74         err = -ENOMEM;
75         if (page_mapcount(page) > INT_MAX/2)
76                 goto unlock;
77
78         if (pte_none(*pte) || !zap_pte(mm, vma, addr, pte))
79                 inc_mm_counter(mm, file_rss);
80
81         flush_icache_page(vma, page);
82         pte_val = mk_pte(page, prot);
83         set_pte_at(mm, addr, pte, pte_val);
84         page_add_file_rmap(page);
85         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
86         lazy_mmu_prot_update(pte_val);
87         err = 0;
88 unlock:
89         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
90 out:
91         return err;
92 }
93 EXPORT_SYMBOL(install_page);
94
95 /*
96  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
97  * previously existing mapping.
98  */
99 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
100                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
101 {
102         int err = -ENOMEM;
103         pte_t *pte;
104         spinlock_t *ptl;
105
106         pte = get_locked_pte(mm, addr, &ptl);
107         if (!pte)
108                 goto out;
109
110         if (!pte_none(*pte) && zap_pte(mm, vma, addr, pte)) {
111                 update_hiwater_rss(mm);
112                 dec_mm_counter(mm, file_rss);
113         }
114
115         set_pte_at(mm, addr, pte, pgoff_to_pte(pgoff));
116         /*
117          * We don't need to run update_mmu_cache() here because the "file pte"
118          * being installed by install_file_pte() is not a real pte - it's a
119          * non-present entry (like a swap entry), noting what file offset should
120          * be mapped there when there's a fault (in a non-linear vma where
121          * that's not obvious).
122          */
123         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
124         err = 0;
125 out:
126         return err;
127 }
128
129 static int populate_range(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
130                         unsigned long addr, unsigned long size, pgoff_t pgoff)
131 {
132         int err;
133
134         do {
135                 err = install_file_pte(mm, vma, addr, pgoff, vma->vm_page_prot);
136                 if (err)
137                         return err;
138
139                 size -= PAGE_SIZE;
140                 addr += PAGE_SIZE;
141                 pgoff++;
142         } while (size);
143
144         return 0;
145
146 }
147
148 /***
149  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
150  *                        file within an existing vma.
151  * @start: start of the remapped virtual memory range
152  * @size: size of the remapped virtual memory range
153  * @prot: new protection bits of the range
154  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
155  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
156  *
157  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
158  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
159  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
160  * also safe across swapout.
161  *
162  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
163  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
164  * future.
165  */
166 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
167         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
168 {
169         struct mm_struct *mm = current->mm;
170         struct address_space *mapping;
171         unsigned long end = start + size;
172         struct vm_area_struct *vma;
173         int err = -EINVAL;
174         int has_write_lock = 0;
175
176         if (__prot)
177                 return err;
178         /*
179          * Sanitize the syscall parameters:
180          */
181         start = start & PAGE_MASK;
182         size = size & PAGE_MASK;
183
184         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
185         if (start + size <= start)
186                 return err;
187
188         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
189 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
190         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
191                 return err;
192 #endif
193
194         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
195         down_read(&mm->mmap_sem);
196  retry:
197         vma = find_vma(mm, start);
198
199         /*
200          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
201          * and that the remapped range is valid and fully within
202          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
203          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma.
204          */
205         if (!vma || !(vma->vm_flags & VM_SHARED))
206                 goto out;
207
208         if (vma->vm_private_data && !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR))
209                 goto out;
210
211         if ((!vma->vm_ops || !vma->vm_ops->populate) &&
212                                         !(vma->vm_flags & VM_CAN_NONLINEAR))
213                 goto out;
214
215         if (end <= start || start < vma->vm_start || end > vma->vm_end)
216                 goto out;
217
218         /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
219         if (!(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
220                 /* Don't need a nonlinear mapping, exit success */
221                 if (pgoff == linear_page_index(vma, start)) {
222                         err = 0;
223                         goto out;
224                 }
225
226                 if (!has_write_lock) {
227                         up_read(&mm->mmap_sem);
228                         down_write(&mm->mmap_sem);
229                         has_write_lock = 1;
230                         goto retry;
231                 }
232                 mapping = vma->vm_file->f_mapping;
233                 spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
234                 flush_dcache_mmap_lock(mapping);
235                 vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
236                 vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
237                 vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
238                 flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
239                 spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
240         }
241
242         if (vma->vm_flags & VM_CAN_NONLINEAR) {
243                 err = populate_range(mm, vma, start, size, pgoff);
244                 if (!err && !(flags & MAP_NONBLOCK)) {
245                         if (unlikely(has_write_lock)) {
246                                 downgrade_write(&mm->mmap_sem);
247                                 has_write_lock = 0;
248                         }
249                         make_pages_present(start, start+size);
250                 }
251         } else
252                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size, vma->vm_page_prot,
253                                                 pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
254
255         /*
256          * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
257          * it after ->populate completes, and that would prevent
258          * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
259          */
260
261 out:
262         if (likely(!has_write_lock))
263                 up_read(&mm->mmap_sem);
264         else
265                 up_write(&mm->mmap_sem);
266
267         return err;
268 }
269