mm/memory.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/memory.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
   5  */
   6
   7 /*
   8  * demand-loading started 01.12.91 - seems it is high on the list of
   9  * things wanted, and it should be easy to implement. - Linus
  10  */
  11
  12 /*
  13  * Ok, demand-loading was easy, shared pages a little bit tricker. Shared
  14  * pages started 02.12.91, seems to work. - Linus.
  15  *
  16  * Tested sharing by executing about 30 /bin/sh: under the old kernel it
  17  * would have taken more than the 6M I have free, but it worked well as
  18  * far as I could see.
  19  *
  20  * Also corrected some "invalidate()"s - I wasn't doing enough of them.
  21  */
  22
  23 /*
  24  * Real VM (paging to/from disk) started 18.12.91. Much more work and
  25  * thought has to go into this. Oh, well..
  26  * 19.12.91  -  works, somewhat. Sometimes I get faults, don't know why.
  27  *              Found it. Everything seems to work now.
  28  * 20.12.91  -  Ok, making the swap-device changeable like the root.
  29  */
  30
  31 /*
  32  * 05.04.94  -  Multi-page memory management added for v1.1.
  33  *              Idea by Alex Bligh (alex@cconcepts.co.uk)
  34  *
  35  * 16.07.99  -  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG
  36  *              (Gerhard.Wichert@pdb.siemens.de)
  37  */
  38
  39 #include <linux/mm.h>
  40 #include <linux/mman.h>
  41 #include <linux/swap.h>
  42 #include <linux/smp_lock.h>
  43 #include <linux/swapctl.h>
  44 #include <linux/iobuf.h>
  45 #include <linux/highmem.h>
  46 #include <linux/pagemap.h>
  47 #include <linux/module.h>
  48
  49 #include <asm/pgalloc.h>
  50 #include <asm/uaccess.h>
  51 #include <asm/tlb.h>
  52
  53 unsigned long max_mapnr;
  54 unsigned long num_physpages;
  55 unsigned long num_mappedpages;
  56 void * high_memory;
  57 struct page *highmem_start_page;
  58
  59 /*
  60  * We special-case the C-O-W ZERO_PAGE, because it's such
  61  * a common occurrence (no need to read the page to know
  62  * that it's zero - better for the cache and memory subsystem).
  63  */
  64 static inline void copy_cow_page(struct page * from, struct page * to, unsigned long address)
  65 {
  66         if (from == ZERO_PAGE(address)) {
  67                 clear_user_highpage(to, address);
  68                 return;
  69         }
  70         copy_user_highpage(to, from, address);
  71 }
  72
  73 mem_map_t * mem_map;
  74
  75 /*
  76  * Called by TLB shootdown
  77  */
  78 void __free_pte(pte_t pte)
  79 {
  80         struct page *page = pte_page(pte);
  81         if ((!VALID_PAGE(page)) || PageReserved(page))
  82                 return;
  83         if (pte_dirty(pte))
  84                 set_page_dirty(page);
  85         free_page_and_swap_cache(page);
  86 }
  87
  88
  89 /*
  90  * Note: this doesn't free the actual pages themselves. That
  91  * has been handled earlier when unmapping all the memory regions.
  92  */
  93 static inline void free_one_pmd(pmd_t * dir)
  94 {
  95         pte_t * pte;
  96
  97         if (pmd_none(*dir))
  98                 return;
  99         if (pmd_bad(*dir)) {
 100                 pmd_ERROR(*dir);
 101                 pmd_clear(dir);
 102                 return;
 103         }
 104         pte = pte_offset(dir, 0);
 105         pmd_clear(dir);
 106         pte_free(pte);
 107 }
 108
 109 static inline void free_one_pgd(pgd_t * dir)
 110 {
 111         int j;
 112         pmd_t * pmd;
 113
 114         if (pgd_none(*dir))
 115                 return;
 116         if (pgd_bad(*dir)) {
 117                 pgd_ERROR(*dir);
 118                 pgd_clear(dir);
 119                 return;
 120         }
 121         pmd = pmd_offset(dir, 0);
 122         pgd_clear(dir);
 123         for (j = 0; j < PTRS_PER_PMD ; j++) {
 124                 prefetchw(pmd+j+(PREFETCH_STRIDE/16));
 125                 free_one_pmd(pmd+j);
 126         }
 127         pmd_free(pmd);
 128 }
 129
 130 /* Low and high watermarks for page table cache.
 131    The system should try to have pgt_water[0] <= cache elements <= pgt_water[1]
 132  */
 133 int pgt_cache_water[2] = { 25, 50 };
 134
 135 /* Returns the number of pages freed */
 136 int check_pgt_cache(void)
 137 {
 138         return do_check_pgt_cache(pgt_cache_water[0], pgt_cache_water[1]);
 139 }
 140
 141
 142 /*
 143  * This function clears all user-level page tables of a process - this
 144  * is needed by execve(), so that old pages aren't in the way.
 145  */
 146 void clear_page_tables(struct mm_struct *mm, unsigned long first, int nr)
 147 {
 148         pgd_t * page_dir = mm->pgd;
 149
 150         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 151         page_dir += first;
 152         do {
 153                 free_one_pgd(page_dir);
 154                 page_dir++;
 155         } while (--nr);
 156         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 157
 158         /* keep the page table cache within bounds */
 159         check_pgt_cache();
 160 }
 161
 162 #define PTE_TABLE_MASK  ((PTRS_PER_PTE-1) * sizeof(pte_t))
 163 #define PMD_TABLE_MASK  ((PTRS_PER_PMD-1) * sizeof(pmd_t))
 164
 165 /*
 166  * copy one vm_area from one task to the other. Assumes the page tables
 167  * already present in the new task to be cleared in the whole range
 168  * covered by this vma.
 169  *
 170  * 08Jan98 Merged into one routine from several inline routines to reduce
 171  *         variable count and make things faster. -jj
 172  *
 173  * dst->page_table_lock is held on entry and exit,
 174  * but may be dropped within pmd_alloc() and pte_alloc().
 175  */
 176 int copy_page_range(struct mm_struct *dst, struct mm_struct *src,
 177                         struct vm_area_struct *vma)
 178 {
 179         pgd_t * src_pgd, * dst_pgd;
 180         unsigned long address = vma->vm_start;
 181         unsigned long end = vma->vm_end;
 182         unsigned long cow = (vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYWRITE)) == VM_MAYWRITE;
 183
 184         src_pgd = pgd_offset(src, address)-1;
 185         dst_pgd = pgd_offset(dst, address)-1;
 186
 187         for (;;) {
 188                 pmd_t * src_pmd, * dst_pmd;
 189
 190                 src_pgd++; dst_pgd++;
 191
 192                 /* copy_pmd_range */
 193
 194                 if (pgd_none(*src_pgd))
 195                         goto skip_copy_pmd_range;
 196                 if (pgd_bad(*src_pgd)) {
 197                         pgd_ERROR(*src_pgd);
 198                         pgd_clear(src_pgd);
 199 skip_copy_pmd_range:    address = (address + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK;
 200                         if (!address || (address >= end))
 201                                 goto out;
 202                         continue;
 203                 }
 204
 205                 src_pmd = pmd_offset(src_pgd, address);
 206                 dst_pmd = pmd_alloc(dst, dst_pgd, address);
 207                 if (!dst_pmd)
 208                         goto nomem;
 209
 210                 do {
 211                         pte_t * src_pte, * dst_pte;
 212
 213                         /* copy_pte_range */
 214
 215                         if (pmd_none(*src_pmd))
 216                                 goto skip_copy_pte_range;
 217                         if (pmd_bad(*src_pmd)) {
 218                                 pmd_ERROR(*src_pmd);
 219                                 pmd_clear(src_pmd);
 220 skip_copy_pte_range:            address = (address + PMD_SIZE) & PMD_MASK;
 221                                 if (address >= end)
 222                                         goto out;
 223                                 goto cont_copy_pmd_range;
 224                         }
 225
 226                         src_pte = pte_offset(src_pmd, address);
 227                         dst_pte = pte_alloc(dst, dst_pmd, address);
 228                         if (!dst_pte)
 229                                 goto nomem;
 230
 231                         spin_lock(&src->page_table_lock);
 232                         do {
 233                                 pte_t pte = *src_pte;
 234                                 struct page *ptepage;
 235
 236                                 /* copy_one_pte */
 237
 238                                 if (pte_none(pte))
 239                                         goto cont_copy_pte_range_noset;
 240                                 if (!pte_present(pte)) {
 241                                         swap_duplicate(pte_to_swp_entry(pte));
 242                                         goto cont_copy_pte_range;
 243                                 }
 244                                 ptepage = pte_page(pte);
 245                                 if ((!VALID_PAGE(ptepage)) ||
 246                                     PageReserved(ptepage))
 247                                         goto cont_copy_pte_range;
 248
 249                                 /* If it's a COW mapping, write protect it both in the parent and the child */
 250                                 if (cow && pte_write(pte)) {
 251                                         ptep_set_wrprotect(src_pte);
 252                                         pte = *src_pte;
 253                                 }
 254
 255                                 /* If it's a shared mapping, mark it clean in the child */
 256                                 if (vma->vm_flags & VM_SHARED)
 257                                         pte = pte_mkclean(pte);
 258                                 pte = pte_mkold(pte);
 259                                 get_page(ptepage);
 260                                 dst->rss++;
 261
 262 cont_copy_pte_range:            set_pte(dst_pte, pte);
 263 cont_copy_pte_range_noset:      address += PAGE_SIZE;
 264                                 if (address >= end)
 265                                         goto out_unlock;
 266                                 src_pte++;
 267                                 dst_pte++;
 268                         } while ((unsigned long)src_pte & PTE_TABLE_MASK);
 269                         spin_unlock(&src->page_table_lock);
 270
 271 cont_copy_pmd_range:    src_pmd++;
 272                         dst_pmd++;
 273                 } while ((unsigned long)src_pmd & PMD_TABLE_MASK);
 274         }
 275 out_unlock:
 276         spin_unlock(&src->page_table_lock);
 277 out:
 278         return 0;
 279 nomem:
 280         return -ENOMEM;
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Return indicates whether a page was freed so caller can adjust rss
 285  */
 286 static inline void forget_pte(pte_t page)
 287 {
 288         if (!pte_none(page)) {
 289                 printk("forget_pte: old mapping existed!\n");
 290                 BUG();
 291         }
 292 }
 293
 294 static inline int zap_pte_range(mmu_gather_t *tlb, pmd_t * pmd, unsigned long address, unsigned long size)
 295 {
 296         unsigned long offset;
 297         pte_t * ptep;
 298         int freed = 0;
 299
 300         if (pmd_none(*pmd))
 301                 return 0;
 302         if (pmd_bad(*pmd)) {
 303                 pmd_ERROR(*pmd);
 304                 pmd_clear(pmd);
 305                 return 0;
 306         }
 307         ptep = pte_offset(pmd, address);
 308         offset = address & ~PMD_MASK;
 309         if (offset + size > PMD_SIZE)
 310                 size = PMD_SIZE - offset;
 311         size &= PAGE_MASK;
 312         for (offset=0; offset < size; ptep++, offset += PAGE_SIZE) {
 313                 pte_t pte = *ptep;
 314                 if (pte_none(pte))
 315                         continue;
 316                 if (pte_present(pte)) {
 317                         struct page *page = pte_page(pte);
 318                         if (VALID_PAGE(page) && !PageReserved(page))
 319                                 freed ++;
 320                         /* This will eventually call __free_pte on the pte. */
 321                         tlb_remove_page(tlb, ptep, address + offset);
 322                 } else {
 323                         free_swap_and_cache(pte_to_swp_entry(pte));
 324                         pte_clear(ptep);
 325                 }
 326         }
 327
 328         return freed;
 329 }
 330
 331 static inline int zap_pmd_range(mmu_gather_t *tlb, pgd_t * dir, unsigned long address, unsigned long size)
 332 {
 333         pmd_t * pmd;
 334         unsigned long end;
 335         int freed;
 336
 337         if (pgd_none(*dir))
 338                 return 0;
 339         if (pgd_bad(*dir)) {
 340                 pgd_ERROR(*dir);
 341                 pgd_clear(dir);
 342                 return 0;
 343         }
 344         pmd = pmd_offset(dir, address);
 345         end = address + size;
 346         if (end > ((address + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK))
 347                 end = ((address + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK);
 348         freed = 0;
 349         do {
 350                 freed += zap_pte_range(tlb, pmd, address, end - address);
 351                 address = (address + PMD_SIZE) & PMD_MASK;
 352                 pmd++;
 353         } while (address < end);
 354         return freed;
 355 }
 356
 357 /*
 358  * remove user pages in a given range.
 359  */
 360 void zap_page_range(struct mm_struct *mm, unsigned long address, unsigned long size)
 361 {
 362         mmu_gather_t *tlb;
 363         pgd_t * dir;
 364         unsigned long start = address, end = address + size;
 365         int freed = 0;
 366
 367         dir = pgd_offset(mm, address);
 368
 369         /*
 370          * This is a long-lived spinlock. That's fine.
 371          * There's no contention, because the page table
 372          * lock only protects against kswapd anyway, and
 373          * even if kswapd happened to be looking at this
 374          * process we _want_ it to get stuck.
 375          */
 376         if (address >= end)
 377                 BUG();
 378         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 379         flush_cache_range(mm, address, end);
 380         tlb = tlb_gather_mmu(mm);
 381
 382         do {
 383                 freed += zap_pmd_range(tlb, dir, address, end - address);
 384                 address = (address + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK;
 385                 dir++;
 386         } while (address && (address < end));
 387
 388         /* this will flush any remaining tlb entries */
 389         tlb_finish_mmu(tlb, start, end);
 390
 391         /*
 392          * Update rss for the mm_struct (not necessarily current->mm)
 393          * Notice that rss is an unsigned long.
 394          */
 395         if (mm->rss > freed)
 396                 mm->rss -= freed;
 397         else
 398                 mm->rss = 0;
 399         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 400 }
 401
 402 /*
 403  * Do a quick page-table lookup for a single page.
 404  */
 405 static struct page * follow_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address, int write)
 406 {
 407         pgd_t *pgd;
 408         pmd_t *pmd;
 409         pte_t *ptep, pte;
 410
 411         pgd = pgd_offset(mm, address);
 412         if (pgd_none(*pgd) || pgd_bad(*pgd))
 413                 goto out;
 414
 415         pmd = pmd_offset(pgd, address);
 416         if (pmd_none(*pmd) || pmd_bad(*pmd))
 417                 goto out;
 418
 419         ptep = pte_offset(pmd, address);
 420         if (!ptep)
 421                 goto out;
 422
 423         pte = *ptep;
 424         if (pte_present(pte)) {
 425                 if (!write ||
 426                     (pte_write(pte) && pte_dirty(pte)))
 427                         return pte_page(pte);
 428         }
 429
 430 out:
 431         return 0;
 432 }
 433
 434 /*
 435  * Given a physical address, is there a useful struct page pointing to
 436  * it?  This may become more complex in the future if we start dealing
 437  * with IO-aperture pages in kiobufs.
 438  */
 439
 440 static inline struct page * get_page_map(struct page *page)
 441 {
 442         if (!VALID_PAGE(page))
 443                 return 0;
 444         return page;
 445 }
 446
 447 /*
 448  * Please read Documentation/cachetlb.txt before using this function,
 449  * accessing foreign memory spaces can cause cache coherency problems.
 450  *
 451  * Accessing a VM_IO area is even more dangerous, therefore the function
 452  * fails if pages is != NULL and a VM_IO area is found.
 453  */
 454 int get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm, unsigned long start,
 455                 int len, int write, int force, struct page **pages, struct vm_area_struct **vmas)
 456 {
 457         int i;
 458         unsigned int flags;
 459
 460         /*
 461          * Require read or write permissions.
 462          * If 'force' is set, we only require the "MAY" flags.
 463          */
 464         flags = write ? (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
 465         flags &= force ? (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
 466         i = 0;
 467
 468         do {
 469                 struct vm_area_struct * vma;
 470
 471                 vma = find_extend_vma(mm, start);
 472
 473                 if ( !vma || (pages && vma->vm_flags & VM_IO) || !(flags & vma->vm_flags) )
 474                         return i ? : -EFAULT;
 475
 476                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
 477                 do {
 478                         struct page *map;
 479                         while (!(map = follow_page(mm, start, write))) {
 480                                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 481                                 switch (handle_mm_fault(mm, vma, start, write)) {
 482                                 case 1:
 483                                         tsk->min_flt++;
 484                                         break;
 485                                 case 2:
 486                                         tsk->maj_flt++;
 487                                         break;
 488                                 case 0:
 489                                         if (i) return i;
 490                                         return -EFAULT;
 491                                 default:
 492                                         if (i) return i;
 493                                         return -ENOMEM;
 494                                 }
 495                                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
 496                         }
 497                         if (pages) {
 498                                 pages[i] = get_page_map(map);
 499                                 /* FIXME: call the correct function,
 500                                  * depending on the type of the found page
 501                                  */
 502                                 if (!pages[i] || PageReserved(pages[i])) {
 503                                         if (pages[i] != ZERO_PAGE(start))
 504                                                 goto bad_page;
 505                                 } else
 506                                         page_cache_get(pages[i]);
 507                         }
 508                         if (vmas)
 509                                 vmas[i] = vma;
 510                         i++;
 511                         start += PAGE_SIZE;
 512                         len--;
 513                 } while(len && start < vma->vm_end);
 514                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 515         } while(len);
 516 out:
 517         return i;
 518
 519         /*
 520          * We found an invalid page in the VMA.  Release all we have
 521          * so far and fail.
 522          */
 523 bad_page:
 524         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 525         while (i--)
 526                 page_cache_release(pages[i]);
 527         i = -EFAULT;
 528         goto out;
 529 }
 530
 531 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
 532
 533 /*
 534  * Force in an entire range of pages from the current process's user VA,
 535  * and pin them in physical memory.
 536  */
 537 #define dprintk(x...)
 538
 539 int map_user_kiobuf(int rw, struct kiobuf *iobuf, unsigned long va, size_t len)
 540 {
 541         int pgcount, err;
 542         struct mm_struct *      mm;
 543
 544         /* Make sure the iobuf is not already mapped somewhere. */
 545         if (iobuf->nr_pages)
 546                 return -EINVAL;
 547
 548         mm = current->mm;
 549         dprintk ("map_user_kiobuf: begin\n");
 550
 551         pgcount = (va + len + PAGE_SIZE - 1)/PAGE_SIZE - va/PAGE_SIZE;
 552         /* mapping 0 bytes is not permitted */
 553         if (!pgcount) BUG();
 554         err = expand_kiobuf(iobuf, pgcount);
 555         if (err)
 556                 return err;
 557
 558         iobuf->locked = 0;
 559         iobuf->offset = va & (PAGE_SIZE-1);
 560         iobuf->length = len;
 561
 562         /* Try to fault in all of the necessary pages */
 563         down_read(&mm->mmap_sem);
 564         /* rw==READ means read from disk, write into memory area */
 565         err = get_user_pages(current, mm, va, pgcount,
 566                         (rw==READ), 0, iobuf->maplist, NULL);
 567         up_read(&mm->mmap_sem);
 568         if (err < 0) {
 569                 unmap_kiobuf(iobuf);
 570                 dprintk ("map_user_kiobuf: end %d\n", err);
 571                 return err;
 572         }
 573         iobuf->nr_pages = err;
 574         while (pgcount--) {
 575                 /* FIXME: flush superflous for rw==READ,
 576                  * probably wrong function for rw==WRITE
 577                  */
 578                 flush_dcache_page(iobuf->maplist[pgcount]);
 579         }
 580         dprintk ("map_user_kiobuf: end OK\n");
 581         return 0;
 582 }
 583
 584 /*
 585  * Mark all of the pages in a kiobuf as dirty
 586  *
 587  * We need to be able to deal with short reads from disk: if an IO error
 588  * occurs, the number of bytes read into memory may be less than the
 589  * size of the kiobuf, so we have to stop marking pages dirty once the
 590  * requested byte count has been reached.
 591  *
 592  * Must be called from process context - set_page_dirty() takes VFS locks.
 593  */
 594
 595 void mark_dirty_kiobuf(struct kiobuf *iobuf, int bytes)
 596 {
 597         int index, offset, remaining;
 598         struct page *page;
 599
 600         index = iobuf->offset >> PAGE_SHIFT;
 601         offset = iobuf->offset & ~PAGE_MASK;
 602         remaining = bytes;
 603         if (remaining > iobuf->length)
 604                 remaining = iobuf->length;
 605
 606         while (remaining > 0 && index < iobuf->nr_pages) {
 607                 page = iobuf->maplist[index];
 608
 609                 if (!PageReserved(page))
 610                         set_page_dirty(page);
 611
 612                 remaining -= (PAGE_SIZE - offset);
 613                 offset = 0;
 614                 index++;
 615         }
 616 }
 617
 618 /*
 619  * Unmap all of the pages referenced by a kiobuf.  We release the pages,
 620  * and unlock them if they were locked.
 621  */
 622
 623 void unmap_kiobuf (struct kiobuf *iobuf)
 624 {
 625         int i;
 626         struct page *map;
 627
 628         for (i = 0; i < iobuf->nr_pages; i++) {
 629                 map = iobuf->maplist[i];
 630                 if (map) {
 631                         if (iobuf->locked)
 632                                 UnlockPage(map);
 633                         /* FIXME: cache flush missing for rw==READ
 634                          * FIXME: call the correct reference counting function
 635                          */
 636                         page_cache_release(map);
 637                 }
 638         }
 639
 640         iobuf->nr_pages = 0;
 641         iobuf->locked = 0;
 642 }
 643
 644
 645 /*
 646  * Lock down all of the pages of a kiovec for IO.
 647  *
 648  * If any page is mapped twice in the kiovec, we return the error -EINVAL.
 649  *
 650  * The optional wait parameter causes the lock call to block until all
 651  * pages can be locked if set.  If wait==0, the lock operation is
 652  * aborted if any locked pages are found and -EAGAIN is returned.
 653  */
 654
 655 int lock_kiovec(int nr, struct kiobuf *iovec[], int wait)
 656 {
 657         struct kiobuf *iobuf;
 658         int i, j;
 659         struct page *page, **ppage;
 660         int doublepage = 0;
 661         int repeat = 0;
 662
 663  repeat:
 664
 665         for (i = 0; i < nr; i++) {
 666                 iobuf = iovec[i];
 667
 668                 if (iobuf->locked)
 669                         continue;
 670
 671                 ppage = iobuf->maplist;
 672                 for (j = 0; j < iobuf->nr_pages; ppage++, j++) {
 673                         page = *ppage;
 674                         if (!page)
 675                                 continue;
 676
 677                         if (TryLockPage(page)) {
 678                                 while (j--) {
 679                                         struct page *tmp = *--ppage;
 680                                         if (tmp)
 681                                                 UnlockPage(tmp);
 682                                 }
 683                                 goto retry;
 684                         }
 685                 }
 686                 iobuf->locked = 1;
 687         }
 688
 689         return 0;
 690
 691  retry:
 692
 693         /*
 694          * We couldn't lock one of the pages.  Undo the locking so far,
 695          * wait on the page we got to, and try again.
 696          */
 697
 698         unlock_kiovec(nr, iovec);
 699         if (!wait)
 700                 return -EAGAIN;
 701
 702         /*
 703          * Did the release also unlock the page we got stuck on?
 704          */
 705         if (!PageLocked(page)) {
 706                 /*
 707                  * If so, we may well have the page mapped twice
 708                  * in the IO address range.  Bad news.  Of
 709                  * course, it _might_ just be a coincidence,
 710                  * but if it happens more than once, chances
 711                  * are we have a double-mapped page.
 712                  */
 713                 if (++doublepage >= 3)
 714                         return -EINVAL;
 715
 716                 /* Try again...  */
 717                 wait_on_page(page);
 718         }
 719
 720         if (++repeat < 16)
 721                 goto repeat;
 722         return -EAGAIN;
 723 }
 724
 725 /*
 726  * Unlock all of the pages of a kiovec after IO.
 727  */
 728
 729 int unlock_kiovec(int nr, struct kiobuf *iovec[])
 730 {
 731         struct kiobuf *iobuf;
 732         int i, j;
 733         struct page *page, **ppage;
 734
 735         for (i = 0; i < nr; i++) {
 736                 iobuf = iovec[i];
 737
 738                 if (!iobuf->locked)
 739                         continue;
 740                 iobuf->locked = 0;
 741
 742                 ppage = iobuf->maplist;
 743                 for (j = 0; j < iobuf->nr_pages; ppage++, j++) {
 744                         page = *ppage;
 745                         if (!page)
 746                                 continue;
 747                         UnlockPage(page);
 748                 }
 749         }
 750         return 0;
 751 }
 752
 753 static inline void zeromap_pte_range(pte_t * pte, unsigned long address,
 754                                      unsigned long size, pgprot_t prot)
 755 {
 756         unsigned long end;
 757
 758         address &= ~PMD_MASK;
 759         end = address + size;
 760         if (end > PMD_SIZE)
 761                 end = PMD_SIZE;
 762         do {
 763                 pte_t zero_pte = pte_wrprotect(mk_pte(ZERO_PAGE(address), prot));
 764                 pte_t oldpage = ptep_get_and_clear(pte);
 765                 set_pte(pte, zero_pte);
 766                 forget_pte(oldpage);
 767                 address += PAGE_SIZE;
 768                 pte++;
 769         } while (address && (address < end));
 770 }
 771
 772 static inline int zeromap_pmd_range(struct mm_struct *mm, pmd_t * pmd, unsigned long address,
 773                                     unsigned long size, pgprot_t prot)
 774 {
 775         unsigned long end;
 776
 777         address &= ~PGDIR_MASK;
 778         end = address + size;
 779         if (end > PGDIR_SIZE)
 780                 end = PGDIR_SIZE;
 781         do {
 782                 pte_t * pte = pte_alloc(mm, pmd, address);
 783                 if (!pte)
 784                         return -ENOMEM;
 785                 zeromap_pte_range(pte, address, end - address, prot);
 786                 address = (address + PMD_SIZE) & PMD_MASK;
 787                 pmd++;
 788         } while (address && (address < end));
 789         return 0;
 790 }
 791
 792 int zeromap_page_range(unsigned long address, unsigned long size, pgprot_t prot)
 793 {
 794         int error = 0;
 795         pgd_t * dir;
 796         unsigned long beg = address;
 797         unsigned long end = address + size;
 798         struct mm_struct *mm = current->mm;
 799
 800         dir = pgd_offset(mm, address);
 801         flush_cache_range(mm, beg, end);
 802         if (address >= end)
 803                 BUG();
 804
 805         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 806         do {
 807                 pmd_t *pmd = pmd_alloc(mm, dir, address);
 808                 error = -ENOMEM;
 809                 if (!pmd)
 810                         break;
 811                 error = zeromap_pmd_range(mm, pmd, address, end - address, prot);
 812                 if (error)
 813                         break;
 814                 address = (address + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK;
 815                 dir++;
 816         } while (address && (address < end));
 817         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 818         flush_tlb_range(mm, beg, end);
 819         return error;
 820 }
 821
 822 /*
 823  * maps a range of physical memory into the requested pages. the old
 824  * mappings are removed. any references to nonexistent pages results
 825  * in null mappings (currently treated as "copy-on-access")
 826  */
 827 static inline void remap_pte_range(pte_t * pte, unsigned long address, unsigned long size,
 828         unsigned long phys_addr, pgprot_t prot)
 829 {
 830         unsigned long end;
 831
 832         address &= ~PMD_MASK;
 833         end = address + size;
 834         if (end > PMD_SIZE)
 835                 end = PMD_SIZE;
 836         do {
 837                 struct page *page;
 838                 pte_t oldpage;
 839                 oldpage = ptep_get_and_clear(pte);
 840
 841                 page = virt_to_page(__va(phys_addr));
 842                 if ((!VALID_PAGE(page)) || PageReserved(page))
 843                         set_pte(pte, mk_pte_phys(phys_addr, prot));
 844                 forget_pte(oldpage);
 845                 address += PAGE_SIZE;
 846                 phys_addr += PAGE_SIZE;
 847                 pte++;
 848         } while (address && (address < end));
 849 }
 850
 851 static inline int remap_pmd_range(struct mm_struct *mm, pmd_t * pmd, unsigned long address, unsigned long size,
 852         unsigned long phys_addr, pgprot_t prot)
 853 {
 854         unsigned long end;
 855
 856         address &= ~PGDIR_MASK;
 857         end = address + size;
 858         if (end > PGDIR_SIZE)
 859                 end = PGDIR_SIZE;
 860         phys_addr -= address;
 861         do {
 862                 pte_t * pte = pte_alloc(mm, pmd, address);
 863                 if (!pte)
 864                         return -ENOMEM;
 865                 remap_pte_range(pte, address, end - address, address + phys_addr, prot);
 866                 address = (address + PMD_SIZE) & PMD_MASK;
 867                 pmd++;
 868         } while (address && (address < end));
 869         return 0;
 870 }
 871
 872 /*  Note: this is only safe if the mm semaphore is held when called. */
 873 int remap_page_range(unsigned long from, unsigned long phys_addr, unsigned long size, pgprot_t prot)
 874 {
 875         int error = 0;
 876         pgd_t * dir;
 877         unsigned long beg = from;
 878         unsigned long end = from + size;
 879         struct mm_struct *mm = current->mm;
 880
 881         phys_addr -= from;
 882         dir = pgd_offset(mm, from);
 883         flush_cache_range(mm, beg, end);
 884         if (from >= end)
 885                 BUG();
 886
 887         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 888         do {
 889                 pmd_t *pmd = pmd_alloc(mm, dir, from);
 890                 error = -ENOMEM;
 891                 if (!pmd)
 892                         break;
 893                 error = remap_pmd_range(mm, pmd, from, end - from, phys_addr + from, prot);
 894                 if (error)
 895                         break;
 896                 from = (from + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK;
 897                 dir++;
 898         } while (from && (from < end));
 899         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 900         flush_tlb_range(mm, beg, end);
 901         return error;
 902 }
 903
 904 /*
 905  * Establish a new mapping:
 906  *  - flush the old one
 907  *  - update the page tables
 908  *  - inform the TLB about the new one
 909  *
 910  * We hold the mm semaphore for reading and vma->vm_mm->page_table_lock
 911  */
 912 static inline void establish_pte(struct vm_area_struct * vma, unsigned long address, pte_t *page_table, pte_t entry)
 913 {
 914         set_pte(page_table, entry);
 915         flush_tlb_page(vma, address);
 916         update_mmu_cache(vma, address, entry);
 917 }
 918
 919 /*
 920  * We hold the mm semaphore for reading and vma->vm_mm->page_table_lock
 921  */
 922 static inline void break_cow(struct vm_area_struct * vma, struct page * new_page, unsigned long address,
 923                 pte_t *page_table)
 924 {
 925         flush_page_to_ram(new_page);
 926         flush_cache_page(vma, address);
 927         establish_pte(vma, address, page_table, pte_mkwrite(pte_mkdirty(mk_pte(new_page, vma->vm_page_prot))));
 928 }
 929
 930 /*
 931  * This routine handles present pages, when users try to write
 932  * to a shared page. It is done by copying the page to a new address
 933  * and decrementing the shared-page counter for the old page.
 934  *
 935  * Goto-purists beware: the only reason for goto's here is that it results
 936  * in better assembly code.. The "default" path will see no jumps at all.
 937  *
 938  * Note that this routine assumes that the protection checks have been
 939  * done by the caller (the low-level page fault routine in most cases).
 940  * Thus we can safely just mark it writable once we've done any necessary
 941  * COW.
 942  *
 943  * We also mark the page dirty at this point even though the page will
 944  * change only once the write actually happens. This avoids a few races,
 945  * and potentially makes it more efficient.
 946  *
 947  * We hold the mm semaphore and the page_table_lock on entry and exit
 948  * with the page_table_lock released.
 949  */
 950 static int do_wp_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct * vma,
 951         unsigned long address, pte_t *page_table, pte_t pte)
 952 {
 953         struct page *old_page, *new_page;
 954
 955         old_page = pte_page(pte);
 956         if (!VALID_PAGE(old_page))
 957                 goto bad_wp_page;
 958
 959         if (!TryLockPage(old_page)) {
 960                 int reuse = can_share_swap_page(old_page);
 961                 unlock_page(old_page);
 962                 if (reuse) {
 963                         flush_cache_page(vma, address);
 964                         establish_pte(vma, address, page_table, pte_mkyoung(pte_mkdirty(pte_mkwrite(pte))));
 965                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 966                         return 1;       /* Minor fault */
 967                 }
 968         }
 969
 970         /*
 971          * Ok, we need to copy. Oh, well..
 972          */
 973         page_cache_get(old_page);
 974         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 975
 976         new_page = alloc_page(GFP_HIGHUSER);
 977         if (!new_page)
 978                 goto no_mem;
 979         copy_cow_page(old_page,new_page,address);
 980
 981         /*
 982          * Re-check the pte - we dropped the lock
 983          */
 984         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 985         if (pte_same(*page_table, pte)) {
 986                 if (PageReserved(old_page))
 987                         ++mm->rss;
 988                 break_cow(vma, new_page, address, page_table);
 989                 if (vm_anon_lru)
 990                         lru_cache_add(new_page);
 991
 992                 /* Free the old page.. */
 993                 new_page = old_page;
 994         }
 995         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 996         page_cache_release(new_page);
 997         page_cache_release(old_page);
 998         return 1;       /* Minor fault */
 999
1000 bad_wp_page:
1001         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1002         printk("do_wp_page: bogus page at address %08lx (page 0x%lx)\n",address,(unsigned long)old_page);
1003         return -1;
1004 no_mem:
1005         page_cache_release(old_page);
1006         return -1;
1007 }
1008
1009 static void vmtruncate_list(struct vm_area_struct *mpnt, unsigned long pgoff)
1010 {
1011         do {
1012                 struct mm_struct *mm = mpnt->vm_mm;
1013                 unsigned long start = mpnt->vm_start;
1014                 unsigned long end = mpnt->vm_end;
1015                 unsigned long len = end - start;
1016                 unsigned long diff;
1017
1018                 /* mapping wholly truncated? */
1019                 if (mpnt->vm_pgoff >= pgoff) {
1020                         zap_page_range(mm, start, len);
1021                         continue;
1022                 }
1023
1024                 /* mapping wholly unaffected? */
1025                 len = len >> PAGE_SHIFT;
1026                 diff = pgoff - mpnt->vm_pgoff;
1027                 if (diff >= len)
1028                         continue;
1029
1030                 /* Ok, partially affected.. */
1031                 start += diff << PAGE_SHIFT;
1032                 len = (len - diff) << PAGE_SHIFT;
1033                 zap_page_range(mm, start, len);
1034         } while ((mpnt = mpnt->vm_next_share) != NULL);
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Handle all mappings that got truncated by a "truncate()"
1039  * system call.
1040  *
1041  * NOTE! We have to be ready to update the memory sharing
1042  * between the file and the memory map for a potential last
1043  * incomplete page.  Ugly, but necessary.
1044  */
1045 int vmtruncate(struct inode * inode, loff_t offset)
1046 {
1047         unsigned long pgoff;
1048         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1049         unsigned long limit;
1050
1051         if (inode->i_size < offset)
1052                 goto do_expand;
1053         inode->i_size = offset;
1054         spin_lock(&mapping->i_shared_lock);
1055         if (!mapping->i_mmap && !mapping->i_mmap_shared)
1056                 goto out_unlock;
1057
1058         pgoff = (offset + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1059         if (mapping->i_mmap != NULL)
1060                 vmtruncate_list(mapping->i_mmap, pgoff);
1061         if (mapping->i_mmap_shared != NULL)
1062                 vmtruncate_list(mapping->i_mmap_shared, pgoff);
1063
1064 out_unlock:
1065         spin_unlock(&mapping->i_shared_lock);
1066         truncate_inode_pages(mapping, offset);
1067         goto out_truncate;
1068
1069 do_expand:
1070         limit = current->rlim[RLIMIT_FSIZE].rlim_cur;
1071         if (limit != RLIM_INFINITY && offset > limit)
1072                 goto out_sig;
1073         if (offset > inode->i_sb->s_maxbytes)
1074                 goto out;
1075         inode->i_size = offset;
1076
1077 out_truncate:
1078         if (inode->i_op && inode->i_op->truncate) {
1079                 lock_kernel();
1080                 inode->i_op->truncate(inode);
1081                 unlock_kernel();
1082         }
1083         return 0;
1084 out_sig:
1085         send_sig(SIGXFSZ, current, 0);
1086 out:
1087         return -EFBIG;
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Primitive swap readahead code. We simply read an aligned block of
1092  * (1 << page_cluster) entries in the swap area. This method is chosen
1093  * because it doesn't cost us any seek time.  We also make sure to queue
1094  * the 'original' request together with the readahead ones...
1095  */
1096 void swapin_readahead(swp_entry_t entry)
1097 {
1098         int i, num;
1099         struct page *new_page;
1100         unsigned long offset;
1101
1102         /*
1103          * Get the number of handles we should do readahead io to.
1104          */
1105         num = valid_swaphandles(entry, &offset);
1106         for (i = 0; i < num; offset++, i++) {
1107                 /* Ok, do the async read-ahead now */
1108                 new_page = read_swap_cache_async(SWP_ENTRY(SWP_TYPE(entry), offset));
1109                 if (!new_page)
1110                         break;
1111                 page_cache_release(new_page);
1112         }
1113         return;
1114 }
1115
1116 /*
1117  * We hold the mm semaphore and the page_table_lock on entry and
1118  * should release the pagetable lock on exit..
1119  */
1120 static int do_swap_page(struct mm_struct * mm,
1121         struct vm_area_struct * vma, unsigned long address,
1122         pte_t * page_table, pte_t orig_pte, int write_access)
1123 {
1124         struct page *page;
1125         swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(orig_pte);
1126         pte_t pte;
1127         int ret = 1;
1128
1129         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1130         page = lookup_swap_cache(entry);
1131         if (!page) {
1132                 swapin_readahead(entry);
1133                 page = read_swap_cache_async(entry);
1134                 if (!page) {
1135                         /*
1136                          * Back out if somebody else faulted in this pte while
1137                          * we released the page table lock.
1138                          */
1139                         int retval;
1140                         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1141                         retval = pte_same(*page_table, orig_pte) ? -1 : 1;
1142                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1143                         return retval;
1144                 }
1145
1146                 /* Had to read the page from swap area: Major fault */
1147                 ret = 2;
1148         }
1149
1150         mark_page_accessed(page);
1151
1152         lock_page(page);
1153
1154         /*
1155          * Back out if somebody else faulted in this pte while we
1156          * released the page table lock.
1157          */
1158         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1159         if (!pte_same(*page_table, orig_pte)) {
1160                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1161                 unlock_page(page);
1162                 page_cache_release(page);
1163                 return 1;
1164         }
1165
1166         /* The page isn't present yet, go ahead with the fault. */
1167
1168         swap_free(entry);
1169         if (vm_swap_full())
1170                 remove_exclusive_swap_page(page);
1171
1172         mm->rss++;
1173         pte = mk_pte(page, vma->vm_page_prot);
1174         if (write_access && can_share_swap_page(page))
1175                 pte = pte_mkdirty(pte_mkwrite(pte));
1176         unlock_page(page);
1177
1178         flush_page_to_ram(page);
1179         flush_icache_page(vma, page);
1180         set_pte(page_table, pte);
1181
1182         /* No need to invalidate - it was non-present before */
1183         update_mmu_cache(vma, address, pte);
1184         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1185         return ret;
1186 }
1187
1188 /*
1189  * We are called with the MM semaphore and page_table_lock
1190  * spinlock held to protect against concurrent faults in
1191  * multithreaded programs.
1192  */
1193 static int do_anonymous_page(struct mm_struct * mm, struct vm_area_struct * vma, pte_t *page_table, int write_access, unsigned long addr)
1194 {
1195         pte_t entry;
1196
1197         /* Read-only mapping of ZERO_PAGE. */
1198         entry = pte_wrprotect(mk_pte(ZERO_PAGE(addr), vma->vm_page_prot));
1199
1200         /* ..except if it's a write access */
1201         if (write_access) {
1202                 struct page *page;
1203
1204                 /* Allocate our own private page. */
1205                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1206
1207                 page = alloc_page(GFP_HIGHUSER);
1208                 if (!page)
1209                         goto no_mem;
1210                 clear_user_highpage(page, addr);
1211
1212                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
1213                 if (!pte_none(*page_table)) {
1214                         page_cache_release(page);
1215                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1216                         return 1;
1217                 }
1218                 mm->rss++;
1219                 flush_page_to_ram(page);
1220                 entry = pte_mkwrite(pte_mkdirty(mk_pte(page, vma->vm_page_prot)));
1221                 if (vm_anon_lru)
1222                         lru_cache_add(page);
1223                 mark_page_accessed(page);
1224         }
1225
1226         set_pte(page_table, entry);
1227
1228         /* No need to invalidate - it was non-present before */
1229         update_mmu_cache(vma, addr, entry);
1230         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1231         return 1;       /* Minor fault */
1232
1233 no_mem:
1234         return -1;
1235 }
1236
1237 /*
1238  * do_no_page() tries to create a new page mapping. It aggressively
1239  * tries to share with existing pages, but makes a separate copy if
1240  * the "write_access" parameter is true in order to avoid the next
1241  * page fault.
1242  *
1243  * As this is called only for pages that do not currently exist, we
1244  * do not need to flush old virtual caches or the TLB.
1245  *
1246  * This is called with the MM semaphore held and the page table
1247  * spinlock held. Exit with the spinlock released.
1248  */
1249 static int do_no_page(struct mm_struct * mm, struct vm_area_struct * vma,
1250         unsigned long address, int write_access, pte_t *page_table)
1251 {
1252         struct page * new_page;
1253         pte_t entry;
1254
1255         if (!vma->vm_ops || !vma->vm_ops->nopage)
1256                 return do_anonymous_page(mm, vma, page_table, write_access, address);
1257         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1258
1259         new_page = vma->vm_ops->nopage(vma, address & PAGE_MASK, 0);
1260
1261         if (new_page == NULL)   /* no page was available -- SIGBUS */
1262                 return 0;
1263         if (new_page == NOPAGE_OOM)
1264                 return -1;
1265
1266         /*
1267          * Should we do an early C-O-W break?
1268          */
1269         if (write_access && !(vma->vm_flags & VM_SHARED)) {
1270                 struct page * page = alloc_page(GFP_HIGHUSER);
1271                 if (!page) {
1272                         page_cache_release(new_page);
1273                         return -1;
1274                 }
1275                 copy_user_highpage(page, new_page, address);
1276                 page_cache_release(new_page);
1277                 if (vm_anon_lru)
1278                         lru_cache_add(page);
1279                 new_page = page;
1280         }
1281
1282         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1283         /*
1284          * This silly early PAGE_DIRTY setting removes a race
1285          * due to the bad i386 page protection. But it's valid
1286          * for other architectures too.
1287          *
1288          * Note that if write_access is true, we either now have
1289          * an exclusive copy of the page, or this is a shared mapping,
1290          * so we can make it writable and dirty to avoid having to
1291          * handle that later.
1292          */
1293         /* Only go through if we didn't race with anybody else... */
1294         if (pte_none(*page_table)) {
1295                 if (!PageReserved(new_page))
1296                         ++mm->rss;
1297                 flush_page_to_ram(new_page);
1298                 flush_icache_page(vma, new_page);
1299                 entry = mk_pte(new_page, vma->vm_page_prot);
1300                 if (write_access)
1301                         entry = pte_mkwrite(pte_mkdirty(entry));
1302                 set_pte(page_table, entry);
1303         } else {
1304                 /* One of our sibling threads was faster, back out. */
1305                 page_cache_release(new_page);
1306                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1307                 return 1;
1308         }
1309
1310         /* no need to invalidate: a not-present page shouldn't be cached */
1311         update_mmu_cache(vma, address, entry);
1312         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1313         return 2;       /* Major fault */
1314 }
1315
1316 /*
1317  * These routines also need to handle stuff like marking pages dirty
1318  * and/or accessed for architectures that don't do it in hardware (most
1319  * RISC architectures).  The early dirtying is also good on the i386.
1320  *
1321  * There is also a hook called "update_mmu_cache()" that architectures
1322  * with external mmu caches can use to update those (ie the Sparc or
1323  * PowerPC hashed page tables that act as extended TLBs).
1324  *
1325  * Note the "page_table_lock". It is to protect against kswapd removing
1326  * pages from under us. Note that kswapd only ever _removes_ pages, never
1327  * adds them. As such, once we have noticed that the page is not present,
1328  * we can drop the lock early.
1329  *
1330  * The adding of pages is protected by the MM semaphore (which we hold),
1331  * so we don't need to worry about a page being suddenly been added into
1332  * our VM.
1333  *
1334  * We enter with the pagetable spinlock held, we are supposed to
1335  * release it when done.
1336  */
1337 static inline int handle_pte_fault(struct mm_struct *mm,
1338         struct vm_area_struct * vma, unsigned long address,
1339         int write_access, pte_t * pte)
1340 {
1341         pte_t entry;
1342
1343         entry = *pte;
1344         if (!pte_present(entry)) {
1345                 /*
1346                  * If it truly wasn't present, we know that kswapd
1347                  * and the PTE updates will not touch it later. So
1348                  * drop the lock.
1349                  */
1350                 if (pte_none(entry))
1351                         return do_no_page(mm, vma, address, write_access, pte);
1352                 return do_swap_page(mm, vma, address, pte, entry, write_access);
1353         }
1354
1355         if (write_access) {
1356                 if (!pte_write(entry))
1357                         return do_wp_page(mm, vma, address, pte, entry);
1358
1359                 entry = pte_mkdirty(entry);
1360         }
1361         entry = pte_mkyoung(entry);
1362         establish_pte(vma, address, pte, entry);
1363         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1364         return 1;
1365 }
1366
1367 /*
1368  * By the time we get here, we already hold the mm semaphore
1369  */
1370 int handle_mm_fault(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct * vma,
1371         unsigned long address, int write_access)
1372 {
1373         pgd_t *pgd;
1374         pmd_t *pmd;
1375
1376         current->state = TASK_RUNNING;
1377         pgd = pgd_offset(mm, address);
1378
1379         /*
1380          * We need the page table lock to synchronize with kswapd
1381          * and the SMP-safe atomic PTE updates.
1382          */
1383         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1384         pmd = pmd_alloc(mm, pgd, address);
1385
1386         if (pmd) {
1387                 pte_t * pte = pte_alloc(mm, pmd, address);
1388                 if (pte)
1389                         return handle_pte_fault(mm, vma, address, write_access, pte);
1390         }
1391         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1392         return -1;
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Allocate page middle directory.
1397  *
1398  * We've already handled the fast-path in-line, and we own the
1399  * page table lock.
1400  *
1401  * On a two-level page table, this ends up actually being entirely
1402  * optimized away.
1403  */
1404 pmd_t fastcall *__pmd_alloc(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd, unsigned long address)
1405 {
1406         pmd_t *new;
1407
1408         /* "fast" allocation can happen without dropping the lock.. */
1409         new = pmd_alloc_one_fast(mm, address);
1410         if (!new) {
1411                 spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1412                 new = pmd_alloc_one(mm, address);
1413                 spin_lock(&mm->page_table_lock);
1414                 if (!new)
1415                         return NULL;
1416
1417                 /*
1418                  * Because we dropped the lock, we should re-check the
1419                  * entry, as somebody else could have populated it..
1420                  */
1421                 if (!pgd_none(*pgd)) {
1422                         pmd_free(new);
1423                         check_pgt_cache();
1424                         goto out;
1425                 }
1426         }
1427         pgd_populate(mm, pgd, new);
1428 out:
1429         return pmd_offset(pgd, address);
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Allocate the page table directory.
1434  *
1435  * We've already handled the fast-path in-line, and we own the
1436  * page table lock.
1437  */
1438 pte_t fastcall *pte_alloc(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd, unsigned long address)
1439 {
1440         if (pmd_none(*pmd)) {
1441                 pte_t *new;
1442
1443                 /* "fast" allocation can happen without dropping the lock.. */
1444                 new = pte_alloc_one_fast(mm, address);
1445                 if (!new) {
1446                         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
1447                         new = pte_alloc_one(mm, address);
1448                         spin_lock(&mm->page_table_lock);
1449                         if (!new)
1450                                 return NULL;
1451
1452                         /*
1453                          * Because we dropped the lock, we should re-check the
1454                          * entry, as somebody else could have populated it..
1455                          */
1456                         if (!pmd_none(*pmd)) {
1457                                 pte_free(new);
1458                                 check_pgt_cache();
1459                                 goto out;
1460                         }
1461                 }
1462                 pmd_populate(mm, pmd, new);
1463         }
1464 out:
1465         return pte_offset(pmd, address);
1466 }
1467
1468 int make_pages_present(unsigned long addr, unsigned long end)
1469 {
1470         int ret, len, write;
1471         struct vm_area_struct * vma;
1472
1473         vma = find_vma(current->mm, addr);
1474         write = (vma->vm_flags & VM_WRITE) != 0;
1475         if (addr >= end)
1476                 BUG();
1477         if (end > vma->vm_end)
1478                 BUG();
1479         len = (end+PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE-addr/PAGE_SIZE;
1480         ret = get_user_pages(current, current->mm, addr,
1481                         len, write, 0, NULL, NULL);
1482         return ret == len ? 0 : -1;
1483 }
1484
1485 struct page * vmalloc_to_page(void * vmalloc_addr)
1486 {
1487         unsigned long addr = (unsigned long) vmalloc_addr;
1488         struct page *page = NULL;
1489         pmd_t *pmd;
1490         pte_t *pte;
1491         pgd_t *pgd;
1492
1493         pgd = pgd_offset_k(addr);
1494         if (!pgd_none(*pgd)) {
1495                 pmd = pmd_offset(pgd, addr);
1496                 if (!pmd_none(*pmd)) {
1497                         pte = pte_offset(pmd, addr);
1498                         if (pte_present(*pte)) {
1499                                 page = pte_page(*pte);
1500                         }
1501                 }
1502         }
1503         return page;
1504 }