arch/s390/mm/gup.c

   1 /*
   2  *  Lockless get_user_pages_fast for s390
   3  *
   4  *  Copyright IBM Corp. 2010
   5  *  Author(s): Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
   6  */
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/hugetlb.h>
  10 #include <linux/vmstat.h>
  11 #include <linux/pagemap.h>
  12 #include <linux/rwsem.h>
  13 #include <asm/pgtable.h>
  14
  15 /*
  16  * The performance critical leaf functions are made noinline otherwise gcc
  17  * inlines everything into a single function which results in too much
  18  * register pressure.
  19  */
  20 static inline int gup_pte_range(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd, unsigned long addr,
  21                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
  22 {
  23         unsigned long mask;
  24         pte_t *ptep, pte;
  25         struct page *page;
  26
  27         mask = (write ? _PAGE_RO : 0) | _PAGE_INVALID | _PAGE_SPECIAL;
  28
  29         ptep = ((pte_t *) pmd_deref(pmd)) + pte_index(addr);
  30         do {
  31                 pte = *ptep;
  32                 barrier();
  33                 if ((pte_val(pte) & mask) != 0)
  34                         return 0;
  35                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
  36                 page = pte_page(pte);
  37                 if (!page_cache_get_speculative(page))
  38                         return 0;
  39                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
  40                         put_page(page);
  41                         return 0;
  42                 }
  43                 pages[*nr] = page;
  44                 (*nr)++;
  45
  46         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  47
  48         return 1;
  49 }
  50
  51 static inline int gup_huge_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd, unsigned long addr,
  52                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
  53 {
  54         unsigned long mask, result;
  55         struct page *head, *page, *tail;
  56         int refs;
  57
  58         result = write ? 0 : _SEGMENT_ENTRY_RO;
  59         mask = result | _SEGMENT_ENTRY_INV;
  60         if ((pmd_val(pmd) & mask) != result)
  61                 return 0;
  62         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pmd_val(pmd) >> PAGE_SHIFT));
  63
  64         refs = 0;
  65         head = pmd_page(pmd);
  66         page = head + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
  67         tail = page;
  68         do {
  69                 VM_BUG_ON(compound_head(page) != head);
  70                 pages[*nr] = page;
  71                 (*nr)++;
  72                 page++;
  73                 refs++;
  74         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  75
  76         if (!page_cache_add_speculative(head, refs)) {
  77                 *nr -= refs;
  78                 return 0;
  79         }
  80
  81         if (unlikely(pmd_val(pmd) != pmd_val(*pmdp))) {
  82                 *nr -= refs;
  83                 while (refs--)
  84                         put_page(head);
  85                 return 0;
  86         }
  87
  88         /*
  89          * Any tail page need their mapcount reference taken before we
  90          * return.
  91          */
  92         while (refs--) {
  93                 if (PageTail(tail))
  94                         get_huge_page_tail(tail);
  95                 tail++;
  96         }
  97
  98         return 1;
  99 }
 100
 101
 102 static inline int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr,
 103                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
 104 {
 105         unsigned long next;
 106         pmd_t *pmdp, pmd;
 107
 108         pmdp = (pmd_t *) pudp;
 109 #ifdef CONFIG_64BIT
 110         if ((pud_val(pud) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
 111                 pmdp = (pmd_t *) pud_deref(pud);
 112         pmdp += pmd_index(addr);
 113 #endif
 114         do {
 115                 pmd = *pmdp;
 116                 barrier();
 117                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 118                 if (pmd_none(pmd))
 119                         return 0;
 120                 if (unlikely(pmd_huge(pmd))) {
 121                         if (!gup_huge_pmd(pmdp, pmd, addr, next,
 122                                           write, pages, nr))
 123                                 return 0;
 124                 } else if (!gup_pte_range(pmdp, pmd, addr, next,
 125                                           write, pages, nr))
 126                         return 0;
 127         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
 128
 129         return 1;
 130 }
 131
 132 static inline int gup_pud_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr,
 133                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
 134 {
 135         unsigned long next;
 136         pud_t *pudp, pud;
 137
 138         pudp = (pud_t *) pgdp;
 139 #ifdef CONFIG_64BIT
 140         if ((pgd_val(pgd) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R2)
 141                 pudp = (pud_t *) pgd_deref(pgd);
 142         pudp += pud_index(addr);
 143 #endif
 144         do {
 145                 pud = *pudp;
 146                 barrier();
 147                 next = pud_addr_end(addr, end);
 148                 if (pud_none(pud))
 149                         return 0;
 150                 if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, write, pages, nr))
 151                         return 0;
 152         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
 153
 154         return 1;
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Like get_user_pages_fast() except its IRQ-safe in that it won't fall
 159  * back to the regular GUP.
 160  */
 161 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
 162                           struct page **pages)
 163 {
 164         struct mm_struct *mm = current->mm;
 165         unsigned long addr, len, end;
 166         unsigned long next, flags;
 167         pgd_t *pgdp, pgd;
 168         int nr = 0;
 169
 170         start &= PAGE_MASK;
 171         addr = start;
 172         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
 173         end = start + len;
 174         if (unlikely(!access_ok(write ? VERIFY_WRITE : VERIFY_READ,
 175                                         (void __user *)start, len)))
 176                 return 0;
 177
 178         local_irq_save(flags);
 179         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
 180         do {
 181                 pgd = *pgdp;
 182                 barrier();
 183                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 184                 if (pgd_none(pgd))
 185                         break;
 186                 if (!gup_pud_range(pgdp, pgd, addr, next, write, pages, &nr))
 187                         break;
 188         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
 189         local_irq_restore(flags);
 190
 191         return nr;
 192 }
 193
 194 /**
 195  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
 196  * @start:      starting user address
 197  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
 198  * @write:      whether pages will be written to
 199  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
 200  *              Should be at least nr_pages long.
 201  *
 202  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_sem.
 203  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
 204  * calling get_user_pages().
 205  *
 206  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
 207  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
 208  * were pinned, returns -errno.
 209  */
 210 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
 211                         struct page **pages)
 212 {
 213         struct mm_struct *mm = current->mm;
 214         unsigned long addr, len, end;
 215         unsigned long next;
 216         pgd_t *pgdp, pgd;
 217         int nr = 0;
 218
 219         start &= PAGE_MASK;
 220         addr = start;
 221         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
 222         end = start + len;
 223         if (end < start)
 224                 goto slow_irqon;
 225
 226         /*
 227          * local_irq_disable() doesn't prevent pagetable teardown, but does
 228          * prevent the pagetables from being freed on s390.
 229          *
 230          * So long as we atomically load page table pointers versus teardown,
 231          * we can follow the address down to the the page and take a ref on it.
 232          */
 233         local_irq_disable();
 234         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
 235         do {
 236                 pgd = *pgdp;
 237                 barrier();
 238                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 239                 if (pgd_none(pgd))
 240                         goto slow;
 241                 if (!gup_pud_range(pgdp, pgd, addr, next, write, pages, &nr))
 242                         goto slow;
 243         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
 244         local_irq_enable();
 245
 246         VM_BUG_ON(nr != (end - start) >> PAGE_SHIFT);
 247         return nr;
 248
 249         {
 250                 int ret;
 251 slow:
 252                 local_irq_enable();
 253 slow_irqon:
 254                 /* Try to get the remaining pages with get_user_pages */
 255                 start += nr << PAGE_SHIFT;
 256                 pages += nr;
 257
 258                 down_read(&mm->mmap_sem);
 259                 ret = get_user_pages(current, mm, start,
 260                         (end - start) >> PAGE_SHIFT, write, 0, pages, NULL);
 261                 up_read(&mm->mmap_sem);
 262
 263                 /* Have to be a bit careful with return values */
 264                 if (nr > 0) {
 265                         if (ret < 0)
 266                                 ret = nr;
 267                         else
 268                                 ret += nr;
 269                 }
 270
 271                 return ret;
 272         }
 273 }