VM: add common helper function to create the page tables
[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         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         set_pte_at(mm, addr, pte, mk_pte(page, prot));
83         page_add_file_rmap(page);
84         pte_val = *pte;
85         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
86         err = 0;
87 unlock:
88         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
89 out:
90         return err;
91 }
92 EXPORT_SYMBOL(install_page);
93
94 /*
95  * Install a file pte to a given virtual memory address, release any
96  * previously existing mapping.
97  */
98 int install_file_pte(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
99                 unsigned long addr, unsigned long pgoff, pgprot_t prot)
100 {
101         int err = -ENOMEM;
102         pte_t *pte;
103         pte_t pte_val;
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         pte_val = *pte;
117         update_mmu_cache(vma, addr, pte_val);
118         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
119         err = 0;
120 out:
121         return err;
122 }
123
124 /***
125  * sys_remap_file_pages - remap arbitrary pages of a shared backing store
126  *                        file within an existing vma.
127  * @start: start of the remapped virtual memory range
128  * @size: size of the remapped virtual memory range
129  * @prot: new protection bits of the range
130  * @pgoff: to be mapped page of the backing store file
131  * @flags: 0 or MAP_NONBLOCKED - the later will cause no IO.
132  *
133  * this syscall works purely via pagetables, so it's the most efficient
134  * way to map the same (large) file into a given virtual window. Unlike
135  * mmap()/mremap() it does not create any new vmas. The new mappings are
136  * also safe across swapout.
137  *
138  * NOTE: the 'prot' parameter right now is ignored, and the vma's default
139  * protection is used. Arbitrary protections might be implemented in the
140  * future.
141  */
142 asmlinkage long sys_remap_file_pages(unsigned long start, unsigned long size,
143         unsigned long __prot, unsigned long pgoff, unsigned long flags)
144 {
145         struct mm_struct *mm = current->mm;
146         struct address_space *mapping;
147         unsigned long end = start + size;
148         struct vm_area_struct *vma;
149         int err = -EINVAL;
150         int has_write_lock = 0;
151
152         if (__prot)
153                 return err;
154         /*
155          * Sanitize the syscall parameters:
156          */
157         start = start & PAGE_MASK;
158         size = size & PAGE_MASK;
159
160         /* Does the address range wrap, or is the span zero-sized? */
161         if (start + size <= start)
162                 return err;
163
164         /* Can we represent this offset inside this architecture's pte's? */
165 #if PTE_FILE_MAX_BITS < BITS_PER_LONG
166         if (pgoff + (size >> PAGE_SHIFT) >= (1UL << PTE_FILE_MAX_BITS))
167                 return err;
168 #endif
169
170         /* We need down_write() to change vma->vm_flags. */
171         down_read(&mm->mmap_sem);
172  retry:
173         vma = find_vma(mm, start);
174
175         /*
176          * Make sure the vma is shared, that it supports prefaulting,
177          * and that the remapped range is valid and fully within
178          * the single existing vma.  vm_private_data is used as a
179          * swapout cursor in a VM_NONLINEAR vma.
180          */
181         if (vma && (vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
182                 (!vma->vm_private_data || (vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) &&
183                 vma->vm_ops && vma->vm_ops->populate &&
184                         end > start && start >= vma->vm_start &&
185                                 end <= vma->vm_end) {
186
187                 /* Must set VM_NONLINEAR before any pages are populated. */
188                 if (pgoff != linear_page_index(vma, start) &&
189                     !(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
190                         if (!has_write_lock) {
191                                 up_read(&mm->mmap_sem);
192                                 down_write(&mm->mmap_sem);
193                                 has_write_lock = 1;
194                                 goto retry;
195                         }
196                         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
197                         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
198                         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
199                         vma->vm_flags |= VM_NONLINEAR;
200                         vma_prio_tree_remove(vma, &mapping->i_mmap);
201                         vma_nonlinear_insert(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear);
202                         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
203                         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
204                 }
205
206                 err = vma->vm_ops->populate(vma, start, size,
207                                             vma->vm_page_prot,
208                                             pgoff, flags & MAP_NONBLOCK);
209
210                 /*
211                  * We can't clear VM_NONLINEAR because we'd have to do
212                  * it after ->populate completes, and that would prevent
213                  * downgrading the lock.  (Locks can't be upgraded).
214                  */
215         }
216         if (likely(!has_write_lock))
217                 up_read(&mm->mmap_sem);
218         else
219                 up_write(&mm->mmap_sem);
220
221         return err;
222 }
223