mm: bugfix: set current->reclaim_state to NULL while returning from kswapd()
[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/export.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/err.h>
17 #include <linux/rcupdate.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/slab.h>
20
21 /*
22  * This function can't run concurrently against mmu_notifier_register
23  * because mm->mm_users > 0 during mmu_notifier_register and exit_mmap
24  * runs with mm_users == 0. Other tasks may still invoke mmu notifiers
25  * in parallel despite there being no task using this mm any more,
26  * through the vmas outside of the exit_mmap context, such as with
27  * vmtruncate. This serializes against mmu_notifier_unregister with
28  * the mmu_notifier_mm->lock in addition to RCU and it serializes
29  * against the other mmu notifiers with RCU. struct mmu_notifier_mm
30  * can't go away from under us as exit_mmap holds an mm_count pin
31  * itself.
32  */
33 void __mmu_notifier_release(struct mm_struct *mm)
34 {
35         struct mmu_notifier *mn;
36         struct hlist_node *n;
37
38         /*
39          * RCU here will block mmu_notifier_unregister until
40          * ->release returns.
41          */
42         rcu_read_lock();
43         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist)
44                 /*
45                  * if ->release runs before mmu_notifier_unregister it
46                  * must be handled as it's the only way for the driver
47                  * to flush all existing sptes and stop the driver
48                  * from establishing any more sptes before all the
49                  * pages in the mm are freed.
50                  */
51                 if (mn->ops->release)
52                         mn->ops->release(mn, mm);
53         rcu_read_unlock();
54
55         spin_lock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
56         while (unlikely(!hlist_empty(&mm->mmu_notifier_mm->list))) {
57                 mn = hlist_entry(mm->mmu_notifier_mm->list.first,
58                                  struct mmu_notifier,
59                                  hlist);
60                 /*
61                  * We arrived before mmu_notifier_unregister so
62                  * mmu_notifier_unregister will do nothing other than
63                  * to wait ->release to finish and
64                  * mmu_notifier_unregister to return.
65                  */
66                 hlist_del_init_rcu(&mn->hlist);
67         }
68         spin_unlock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
69
70         /*
71          * synchronize_rcu here prevents mmu_notifier_release to
72          * return to exit_mmap (which would proceed freeing all pages
73          * in the mm) until the ->release method returns, if it was
74          * invoked by mmu_notifier_unregister.
75          *
76          * The mmu_notifier_mm can't go away from under us because one
77          * mm_count is hold by exit_mmap.
78          */
79         synchronize_rcu();
80 }
81
82 /*
83  * If no young bitflag is supported by the hardware, ->clear_flush_young can
84  * unmap the address and return 1 or 0 depending if the mapping previously
85  * existed or not.
86  */
87 int __mmu_notifier_clear_flush_young(struct mm_struct *mm,
88                                         unsigned long address)
89 {
90         struct mmu_notifier *mn;
91         struct hlist_node *n;
92         int young = 0;
93
94         rcu_read_lock();
95         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
96                 if (mn->ops->clear_flush_young)
97                         young |= mn->ops->clear_flush_young(mn, mm, address);
98         }
99         rcu_read_unlock();
100
101         return young;
102 }
103
104 int __mmu_notifier_test_young(struct mm_struct *mm,
105                               unsigned long address)
106 {
107         struct mmu_notifier *mn;
108         struct hlist_node *n;
109         int young = 0;
110
111         rcu_read_lock();
112         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
113                 if (mn->ops->test_young) {
114                         young = mn->ops->test_young(mn, mm, address);
115                         if (young)
116                                 break;
117                 }
118         }
119         rcu_read_unlock();
120
121         return young;
122 }
123
124 void __mmu_notifier_change_pte(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
125                                pte_t pte)
126 {
127         struct mmu_notifier *mn;
128         struct hlist_node *n;
129
130         rcu_read_lock();
131         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
132                 if (mn->ops->change_pte)
133                         mn->ops->change_pte(mn, mm, address, pte);
134                 /*
135                  * Some drivers don't have change_pte,
136                  * so we must call invalidate_page in that case.
137                  */
138                 else if (mn->ops->invalidate_page)
139                         mn->ops->invalidate_page(mn, mm, address);
140         }
141         rcu_read_unlock();
142 }
143
144 void __mmu_notifier_invalidate_page(struct mm_struct *mm,
145                                           unsigned long address)
146 {
147         struct mmu_notifier *mn;
148         struct hlist_node *n;
149
150         rcu_read_lock();
151         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
152                 if (mn->ops->invalidate_page)
153                         mn->ops->invalidate_page(mn, mm, address);
154         }
155         rcu_read_unlock();
156 }
157
158 void __mmu_notifier_invalidate_range_start(struct mm_struct *mm,
159                                   unsigned long start, unsigned long end)
160 {
161         struct mmu_notifier *mn;
162         struct hlist_node *n;
163
164         rcu_read_lock();
165         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
166                 if (mn->ops->invalidate_range_start)
167                         mn->ops->invalidate_range_start(mn, mm, start, end);
168         }
169         rcu_read_unlock();
170 }
171
172 void __mmu_notifier_invalidate_range_end(struct mm_struct *mm,
173                                   unsigned long start, unsigned long end)
174 {
175         struct mmu_notifier *mn;
176         struct hlist_node *n;
177
178         rcu_read_lock();
179         hlist_for_each_entry_rcu(mn, n, &mm->mmu_notifier_mm->list, hlist) {
180                 if (mn->ops->invalidate_range_end)
181                         mn->ops->invalidate_range_end(mn, mm, start, end);
182         }
183         rcu_read_unlock();
184 }
185
186 static int do_mmu_notifier_register(struct mmu_notifier *mn,
187                                     struct mm_struct *mm,
188                                     int take_mmap_sem)
189 {
190         struct mmu_notifier_mm *mmu_notifier_mm;
191         int ret;
192
193         BUG_ON(atomic_read(&mm->mm_users) <= 0);
194
195         ret = -ENOMEM;
196         mmu_notifier_mm = kmalloc(sizeof(struct mmu_notifier_mm), GFP_KERNEL);
197         if (unlikely(!mmu_notifier_mm))
198                 goto out;
199
200         if (take_mmap_sem)
201                 down_write(&mm->mmap_sem);
202         ret = mm_take_all_locks(mm);
203         if (unlikely(ret))
204                 goto out_cleanup;
205
206         if (!mm_has_notifiers(mm)) {
207                 INIT_HLIST_HEAD(&mmu_notifier_mm->list);
208                 spin_lock_init(&mmu_notifier_mm->lock);
209                 mm->mmu_notifier_mm = mmu_notifier_mm;
210                 mmu_notifier_mm = NULL;
211         }
212         atomic_inc(&mm->mm_count);
213
214         /*
215          * Serialize the update against mmu_notifier_unregister. A
216          * side note: mmu_notifier_release can't run concurrently with
217          * us because we hold the mm_users pin (either implicitly as
218          * current->mm or explicitly with get_task_mm() or similar).
219          * We can't race against any other mmu notifier method either
220          * thanks to mm_take_all_locks().
221          */
222         spin_lock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
223         hlist_add_head(&mn->hlist, &mm->mmu_notifier_mm->list);
224         spin_unlock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
225
226         mm_drop_all_locks(mm);
227 out_cleanup:
228         if (take_mmap_sem)
229                 up_write(&mm->mmap_sem);
230         /* kfree() does nothing if mmu_notifier_mm is NULL */
231         kfree(mmu_notifier_mm);
232 out:
233         BUG_ON(atomic_read(&mm->mm_users) <= 0);
234         return ret;
235 }
236
237 /*
238  * Must not hold mmap_sem nor any other VM related lock when calling
239  * this registration function. Must also ensure mm_users can't go down
240  * to zero while this runs to avoid races with mmu_notifier_release,
241  * so mm has to be current->mm or the mm should be pinned safely such
242  * as with get_task_mm(). If the mm is not current->mm, the mm_users
243  * pin should be released by calling mmput after mmu_notifier_register
244  * returns. mmu_notifier_unregister must be always called to
245  * unregister the notifier. mm_count is automatically pinned to allow
246  * mmu_notifier_unregister to safely run at any time later, before or
247  * after exit_mmap. ->release will always be called before exit_mmap
248  * frees the pages.
249  */
250 int mmu_notifier_register(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
251 {
252         return do_mmu_notifier_register(mn, mm, 1);
253 }
254 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_notifier_register);
255
256 /*
257  * Same as mmu_notifier_register but here the caller must hold the
258  * mmap_sem in write mode.
259  */
260 int __mmu_notifier_register(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
261 {
262         return do_mmu_notifier_register(mn, mm, 0);
263 }
264 EXPORT_SYMBOL_GPL(__mmu_notifier_register);
265
266 /* this is called after the last mmu_notifier_unregister() returned */
267 void __mmu_notifier_mm_destroy(struct mm_struct *mm)
268 {
269         BUG_ON(!hlist_empty(&mm->mmu_notifier_mm->list));
270         kfree(mm->mmu_notifier_mm);
271         mm->mmu_notifier_mm = LIST_POISON1; /* debug */
272 }
273
274 /*
275  * This releases the mm_count pin automatically and frees the mm
276  * structure if it was the last user of it. It serializes against
277  * running mmu notifiers with RCU and against mmu_notifier_unregister
278  * with the unregister lock + RCU. All sptes must be dropped before
279  * calling mmu_notifier_unregister. ->release or any other notifier
280  * method may be invoked concurrently with mmu_notifier_unregister,
281  * and only after mmu_notifier_unregister returned we're guaranteed
282  * that ->release or any other method can't run anymore.
283  */
284 void mmu_notifier_unregister(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
285 {
286         BUG_ON(atomic_read(&mm->mm_count) <= 0);
287
288         if (!hlist_unhashed(&mn->hlist)) {
289                 /*
290                  * RCU here will force exit_mmap to wait ->release to finish
291                  * before freeing the pages.
292                  */
293                 rcu_read_lock();
294
295                 /*
296                  * exit_mmap will block in mmu_notifier_release to
297                  * guarantee ->release is called before freeing the
298                  * pages.
299                  */
300                 if (mn->ops->release)
301                         mn->ops->release(mn, mm);
302                 rcu_read_unlock();
303
304                 spin_lock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
305                 hlist_del_rcu(&mn->hlist);
306                 spin_unlock(&mm->mmu_notifier_mm->lock);
307         }
308
309         /*
310          * Wait any running method to finish, of course including
311          * ->release if it was run by mmu_notifier_relase instead of us.
312          */
313         synchronize_rcu();
314
315         BUG_ON(atomic_read(&mm->mm_count) <= 0);
316
317         mmdrop(mm);
318 }
319 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_notifier_unregister);