mm: fix mbind vma merge problem
[linux-2.6.git] / mm / mmu_notifier.c
1 /*
2  *  linux/mm/mmu_notifier.c
3  *
4  *  Copyright (C) 2008  Qumranet, Inc.
5  *  Copyright (C) 2008  SGI
6  *             Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
7  *
8  *  This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2. See
9  *  the COPYING file in the top-level directory.
10  */
11
12 #include <linux/rculist.h>
13 #include <linux/mmu_notifier.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/err.h>
17 #include <linux/rcupdate.h>
18 #include <linux/sched.h>
19
20 /*
21  * This function can't run concurrently against mmu_notifier_register
22  * because mm->mm_users > 0 during mmu_notifier_register and exit_mmap
23  * runs with mm_users == 0. Other tasks may still invoke mmu notifiers
24  * in parallel despite there being no task using this mm any more,
25  * through the vmas outside of the exit_mmap context, such as with
26  * vmtruncate. This serializes against mmu_notifier_unregister with
27  * the mmu_notifier_mm->lock in addition to RCU and it serializes
28  * against the other mmu notifiers with RCU. struct mmu_notifier_mm
29  * can't go away from under us as exit_mmap holds an mm_count pin
30  * itself.
31  */
32 void __mmu_notifier_release(struct mm_struct *mm)
33 {
34         struct mmu_notifier *mn;
35
36         spin_lock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
37         while (unlikely(!hlist_empty(&mm->mmu_notifier_mm->list))) {
38                 mn = hlist_entry(mm->mmu_notifier_mm->list.first,
39                                  struct mmu_notifier,
40                                  hlist);
41                 /*
42                  * We arrived before mmu_notifier_unregister so
43                  * mmu_notifier_unregister will do nothing other than
44                  * to wait ->release to finish and
45                  * mmu_notifier_unregister to return.
46                  */
47                 hlist_del_init_rcu(&mn->hlist);
48                 /*
49                  * RCU here will block mmu_notifier_unregister until
50                  * ->release returns.
51                  */
52                 rcu_read_lock();
53                 spin_unlock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
54                 /*
55                  * if ->release runs before mmu_notifier_unregister it
56                  * must be handled as it's the only way for the driver
57                  * to flush all existing sptes and stop the driver
58                  * from establishing any more sptes before all the
59                  * pages in the mm are freed.
60                  */
61                 if (mn->ops->release)
62                         mn->ops->release(mn, mm);
63                 rcu_read_unlock();
64                 spin_lock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
65         }
66         spin_unlock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
67
68         /*
69          * synchronize_rcu here prevents mmu_notifier_release to
70          * return to exit_mmap (which would proceed freeing all pages
71          * in the mm) until the ->release method returns, if it was
72          * invoked by mmu_notifier_unregister.
73          *
74          * The mmu_notifier_mm can't go away from under us because one
75          * mm_count is hold by exit_mmap.
76          */
77         synchronize_rcu();
78 }
79
80 /*
81  * If no young bitflag is supported by the hardware, ->clear_flush_young can
82  * unmap the address and return 1 or 0 depending if the mapping previously
83  * existed or not.
84  */
85 int __mmu_notifier_clear_flush_young(struct mm_struct *mm,
86                                         unsigned long address)
87 {
88         struct mmu_notifier *mn;
89         struct hlist_node *n;
90         int young = 0;
91
92         rcu_read_lock();
93         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
94                 if (mn->ops->clear_flush_young)
95                         young |= mn->ops->clear_flush_young(mn, mm, address);
96         }
97         rcu_read_unlock();
98
99         return young;
100 }
101
102 void __mmu_notifier_change_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
103                                pte_t pte)
104 {
105         struct mmu_notifier *mn;
106         struct hlist_node *n;
107
108         rcu_read_lock();
109         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
110                 if (mn->ops->change_pte)
111                         mn->ops->change_pte(mn, mm, address, pte);
112                 /*
113                  * Some drivers don't have change_pte,
114                  * so we must call invalidate_page in that case.
115                  */
116                 else if (mn->ops->invalidate_page)
117                         mn->ops->invalidate_page(mn, mm, address);
118         }
119         rcu_read_unlock();
120 }
121
122 void __mmu_notifier_invalidate_page(struct mm_struct *mm,
123                                           unsigned long address)
124 {
125         struct mmu_notifier *mn;
126         struct hlist_node *n;
127
128         rcu_read_lock();
129         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
130                 if (mn->ops->invalidate_page)
131                         mn->ops->invalidate_page(mn, mm, address);
132         }
133         rcu_read_unlock();
134 }
135
136 void __mmu_notifier_invalidate_range_start(struct mm_struct *mm,
137                                   unsigned long start, unsigned long end)
138 {
139         struct mmu_notifier *mn;
140         struct hlist_node *n;
141
142         rcu_read_lock();
143         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
144                 if (mn->ops->invalidate_range_start)
145                         mn->ops->invalidate_range_start(mn, mm, start, end);
146         }
147         rcu_read_unlock();
148 }
149
150 void __mmu_notifier_invalidate_range_end(struct mm_struct *mm,
151                                   unsigned long start, unsigned long end)
152 {
153         struct mmu_notifier *mn;
154         struct hlist_node *n;
155
156         rcu_read_lock();
157         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
158                 if (mn->ops->invalidate_range_end)
159                         mn->ops->invalidate_range_end(mn, mm, start, end);
160         }
161         rcu_read_unlock();
162 }
163
164 static int do_mmu_notifier_register(struct mmu_notifier *mn,
165                                     struct mm_struct *mm,
166                                     int take_mmap_sem)
167 {
168         struct mmu_notifier_mm *mmu_notifier_mm;
169         int ret;
170
171         BUG_ON(atomic_read(&mm->mm_users) <= 0);
172
173         ret = -ENOMEM;
174         mmu_notifier_mm = kmalloc(sizeof(struct mmu_notifier_mm), GFP_KERNEL);
175         if (unlikely(!mmu_notifier_mm))
176                 goto out;
177
178         if (take_mmap_sem)
179                 down_write(&mm->mmap_sem);
180         ret = mm_take_all_locks(mm);
181         if (unlikely(ret))
182                 goto out_cleanup;
183
184         if (!mm_has_notifiers(mm)) {
185                 INIT_HLIST_HEAD(&mmu_notifier_mm->list);
186                 spin_lock_init(&mmu_notifier_mm->lock);
187                 mm->mmu_notifier_mm = mmu_notifier_mm;
188                 mmu_notifier_mm = NULL;
189         }
190         atomic_inc(&mm->mm_count);
191
192         /*
193          * Serialize the update against mmu_notifier_unregister. A
194          * side note: mmu_notifier_release can't run concurrently with
195          * us because we hold the mm_users pin (either implicitly as
196          * current->mm or explicitly with get_task_mm() or similar).
197          * We can't race against any other mmu notifier method either
198          * thanks to mm_take_all_locks().
199          */
200         spin_lock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
201         hlist_add_head(&mn->hlist, &mm->mmu_notifier_mm->list);
202         spin_unlock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
203
204         mm_drop_all_locks(mm);
205 out_cleanup:
206         if (take_mmap_sem)
207                 up_write(&mm->mmap_sem);
208         /* kfree() does nothing if mmu_notifier_mm is NULL */
209         kfree(mmu_notifier_mm);
210 out:
211         BUG_ON(atomic_read(&mm->mm_users) <= 0);
212         return ret;
213 }
214
215 /*
216  * Must not hold mmap_sem nor any other VM related lock when calling
217  * this registration function. Must also ensure mm_users can't go down
218  * to zero while this runs to avoid races with mmu_notifier_release,
219  * so mm has to be current->mm or the mm should be pinned safely such
220  * as with get_task_mm(). If the mm is not current->mm, the mm_users
221  * pin should be released by calling mmput after mmu_notifier_register
222  * returns. mmu_notifier_unregister must be always called to
223  * unregister the notifier. mm_count is automatically pinned to allow
224  * mmu_notifier_unregister to safely run at any time later, before or
225  * after exit_mmap. ->release will always be called before exit_mmap
226  * frees the pages.
227  */
228 int mmu_notifier_register(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
229 {
230         return do_mmu_notifier_register(mn, mm, 1);
231 }
232 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_notifier_register);
233
234 /*
235  * Same as mmu_notifier_register but here the caller must hold the
236  * mmap_sem in write mode.
237  */
238 int __mmu_notifier_register(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
239 {
240         return do_mmu_notifier_register(mn, mm, 0);
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(__mmu_notifier_register);
243
244 /* this is called after the last mmu_notifier_unregister() returned */
245 void __mmu_notifier_mm_destroy(struct mm_struct *mm)
246 {
247         BUG_ON(!hlist_empty(&mm->mmu_notifier_mm->list));
248         kfree(mm->mmu_notifier_mm);
249         mm->mmu_notifier_mm = LIST_POISON1; /* debug */
250 }
251
252 /*
253  * This releases the mm_count pin automatically and frees the mm
254  * structure if it was the last user of it. It serializes against
255  * running mmu notifiers with RCU and against mmu_notifier_unregister
256  * with the unregister lock + RCU. All sptes must be dropped before
257  * calling mmu_notifier_unregister. ->release or any other notifier
258  * method may be invoked concurrently with mmu_notifier_unregister,
259  * and only after mmu_notifier_unregister returned we're guaranteed
260  * that ->release or any other method can't run anymore.
261  */
262 void mmu_notifier_unregister(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
263 {
264         BUG_ON(atomic_read(&mm->mm_count) <= 0);
265
266         spin_lock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
267         if (!hlist_unhashed(&mn->hlist)) {
268                 hlist_del_rcu(&mn->hlist);
269
270                 /*
271                  * RCU here will force exit_mmap to wait ->release to finish
272                  * before freeing the pages.
273                  */
274                 rcu_read_lock();
275                 spin_unlock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
276                 /*
277                  * exit_mmap will block in mmu_notifier_release to
278                  * guarantee ->release is called before freeing the
279                  * pages.
280                  */
281                 if (mn->ops->release)
282                         mn->ops->release(mn, mm);
283                 rcu_read_unlock();
284         } else
285                 spin_unlock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
286
287         /*
288          * Wait any running method to finish, of course including
289          * ->release if it was run by mmu_notifier_relase instead of us.
290          */
291         synchronize_rcu();
292
293         BUG_ON(atomic_read(&mm->mm_count) <= 0);
294
295         mmdrop(mm);
296 }
297 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_notifier_unregister);