lustre/llite/llite_mmap.c

   1 /*
   2  * GPL HEADER START
   3  *
   4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * version 2 along with this program; If not, see
  18  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
  19  *
  20  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
  21  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
  22  * have any questions.
  23  *
  24  * GPL HEADER END
  25  */
  26 /*
  27  * Copyright (c) 2004, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  28  * Use is subject to license terms.
  29  *
  30  * Copyright (c) 2011, 2012, Intel Corporation.
  31  */
  32 /*
  33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  35  */
  36
  37 #include <linux/kernel.h>
  38 #include <linux/mm.h>
  39 #include <linux/string.h>
  40 #include <linux/stat.h>
  41 #include <linux/errno.h>
  42 #include <linux/unistd.h>
  43 #include <linux/version.h>
  44 #include <asm/uaccess.h>
  45
  46 #include <linux/fs.h>
  47 #include <linux/stat.h>
  48 #include <asm/uaccess.h>
  49 #include <linux/mm.h>
  50 #include <linux/pagemap.h>
  51
  52 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LLITE
  53
  54 #include <lustre_lite.h>
  55 #include "llite_internal.h"
  56 #include <linux/lustre_compat25.h>
  57
  58 static const struct vm_operations_struct ll_file_vm_ops;
  59
  60 void policy_from_vma(ldlm_policy_data_t *policy,
  61                             struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
  62                             size_t count)
  63 {
  64         policy->l_extent.start = ((addr - vma->vm_start) & CFS_PAGE_MASK) +
  65                                  (vma->vm_pgoff << PAGE_CACHE_SHIFT);
  66         policy->l_extent.end = (policy->l_extent.start + count - 1) |
  67                                ~CFS_PAGE_MASK;
  68 }
  69
  70 struct vm_area_struct *our_vma(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
  71                                size_t count)
  72 {
  73         struct vm_area_struct *vma, *ret = NULL;
  74         ENTRY;
  75
  76         /* mmap_sem must have been held by caller. */
  77         LASSERT(!down_write_trylock(&mm->mmap_sem));
  78
  79         for(vma = find_vma(mm, addr);
  80             vma != NULL && vma->vm_start < (addr + count); vma = vma->vm_next) {
  81                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops == &ll_file_vm_ops &&
  82                     vma->vm_flags & VM_SHARED) {
  83                         ret = vma;
  84                         break;
  85                 }
  86         }
  87         RETURN(ret);
  88 }
  89
  90 /**
  91  * API independent part for page fault initialization.
  92  * \param vma - virtual memory area addressed to page fault
  93  * \param env - corespondent lu_env to processing
  94  * \param nest - nested level
  95  * \param index - page index corespondent to fault.
  96  * \parm ra_flags - vma readahead flags.
  97  *
  98  * \return allocated and initialized env for fault operation.
  99  * \retval EINVAL if env can't allocated
 100  * \return other error codes from cl_io_init.
 101  */
 102 static struct cl_io *
 103 ll_fault_io_init(struct vm_area_struct *vma, struct lu_env **env_ret,
 104                  struct cl_env_nest *nest, pgoff_t index,
 105                  unsigned long *ra_flags)
 106 {
 107         struct file            *file = vma->vm_file;
 108         struct inode           *inode = file->f_dentry->d_inode;
 109         struct cl_io           *io;
 110         struct cl_fault_io     *fio;
 111         struct lu_env          *env;
 112         int                     rc;
 113         ENTRY;
 114
 115         *env_ret = NULL;
 116         if (ll_file_nolock(file))
 117                 RETURN(ERR_PTR(-EOPNOTSUPP));
 118
 119         /*
 120          * page fault can be called when lustre IO is
 121          * already active for the current thread, e.g., when doing read/write
 122          * against user level buffer mapped from Lustre buffer. To avoid
 123          * stomping on existing context, optionally force an allocation of a new
 124          * one.
 125          */
 126         env = cl_env_nested_get(nest);
 127         if (IS_ERR(env))
 128                  RETURN(ERR_PTR(-EINVAL));
 129
 130         *env_ret = env;
 131
 132         io = ccc_env_thread_io(env);
 133         io->ci_obj = ll_i2info(inode)->lli_clob;
 134         LASSERT(io->ci_obj != NULL);
 135
 136         fio = &io->u.ci_fault;
 137         fio->ft_index      = index;
 138         fio->ft_executable = vma->vm_flags&VM_EXEC;
 139
 140         /*
 141          * disable VM_SEQ_READ and use VM_RAND_READ to make sure that
 142          * the kernel will not read other pages not covered by ldlm in
 143          * filemap_nopage. we do our readahead in ll_readpage.
 144          */
 145         if (ra_flags != NULL)
 146                 *ra_flags = vma->vm_flags & (VM_RAND_READ|VM_SEQ_READ);
 147         vma->vm_flags &= ~VM_SEQ_READ;
 148         vma->vm_flags |= VM_RAND_READ;
 149
 150         CDEBUG(D_MMAP, "vm_flags: %lx (%lu %d)\n", vma->vm_flags,
 151                fio->ft_index, fio->ft_executable);
 152
 153         rc = cl_io_init(env, io, CIT_FAULT, io->ci_obj);
 154         if (rc == 0) {
 155                 struct ccc_io *cio = ccc_env_io(env);
 156                 struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
 157
 158                 LASSERT(cio->cui_cl.cis_io == io);
 159
 160                 /* mmap lock must be MANDATORY it has to cache
 161                  * pages. */
 162                 io->ci_lockreq = CILR_MANDATORY;
 163                 cio->cui_fd = fd;
 164         } else {
 165                 LASSERT(rc < 0);
 166                 cl_io_fini(env, io);
 167                 cl_env_nested_put(nest, env);
 168                 io = ERR_PTR(rc);
 169         }
 170
 171         return io;
 172 }
 173
 174 /* Sharing code of page_mkwrite method for rhel5 and rhel6 */
 175 static int ll_page_mkwrite0(struct vm_area_struct *vma, struct page *vmpage,
 176                             bool *retry)
 177 {
 178         struct lu_env           *env;
 179         struct cl_io            *io;
 180         struct vvp_io           *vio;
 181         struct cl_env_nest       nest;
 182         int                      result;
 183         sigset_t                 set;
 184         struct inode             *inode;
 185         struct ll_inode_info     *lli;
 186         ENTRY;
 187
 188         LASSERT(vmpage != NULL);
 189
 190         io = ll_fault_io_init(vma, &env,  &nest, vmpage->index, NULL);
 191         if (IS_ERR(io))
 192                 GOTO(out, result = PTR_ERR(io));
 193
 194         result = io->ci_result;
 195         if (result < 0)
 196                 GOTO(out_io, result);
 197
 198         io->u.ci_fault.ft_mkwrite = 1;
 199         io->u.ci_fault.ft_writable = 1;
 200
 201         vio = vvp_env_io(env);
 202         vio->u.fault.ft_vma    = vma;
 203         vio->u.fault.ft_vmpage = vmpage;
 204
 205         set = cfs_block_sigsinv(sigmask(SIGKILL) | sigmask(SIGTERM));
 206
 207         /* we grab lli_trunc_sem to exclude truncate case.
 208          * Otherwise, we could add dirty pages into osc cache
 209          * while truncate is on-going. */
 210         inode = ccc_object_inode(io->ci_obj);
 211         lli = ll_i2info(inode);
 212         down_read(&lli->lli_trunc_sem);
 213
 214         result = cl_io_loop(env, io);
 215
 216         up_read(&lli->lli_trunc_sem);
 217
 218         cfs_restore_sigs(set);
 219
 220         if (result == 0) {
 221                 struct inode *inode = vma->vm_file->f_dentry->d_inode;
 222                 struct ll_inode_info *lli = ll_i2info(inode);
 223
 224                 lock_page(vmpage);
 225                 if (vmpage->mapping == NULL) {
 226                         unlock_page(vmpage);
 227
 228                         /* page was truncated and lock was cancelled, return
 229                          * ENODATA so that VM_FAULT_NOPAGE will be returned
 230                          * to handle_mm_fault(). */
 231                         if (result == 0)
 232                                 result = -ENODATA;
 233                 } else if (!PageDirty(vmpage)) {
 234                         /* race, the page has been cleaned by ptlrpcd after
 235                          * it was unlocked, it has to be added into dirty
 236                          * cache again otherwise this soon-to-dirty page won't
 237                          * consume any grants, even worse if this page is being
 238                          * transferred because it will break RPC checksum.
 239                          */
 240                         unlock_page(vmpage);
 241
 242                         CDEBUG(D_MMAP, "Race on page_mkwrite %p/%lu, page has "
 243                                "been written out, retry.\n",
 244                                vmpage, vmpage->index);
 245
 246                         *retry = true;
 247                         result = -EAGAIN;
 248                 }
 249
 250                 if (result == 0) {
 251                         spin_lock(&lli->lli_lock);
 252                         lli->lli_flags |= LLIF_DATA_MODIFIED;
 253                         spin_unlock(&lli->lli_lock);
 254                 }
 255         }
 256         EXIT;
 257
 258 out_io:
 259         cl_io_fini(env, io);
 260         cl_env_nested_put(&nest, env);
 261 out:
 262         CDEBUG(D_MMAP, "%s mkwrite with %d\n", current->comm, result);
 263         LASSERT(ergo(result == 0, PageLocked(vmpage)));
 264
 265         return result;
 266 }
 267
 268 static inline int to_fault_error(int result)
 269 {
 270         switch(result) {
 271         case 0:
 272                 result = VM_FAULT_LOCKED;
 273                 break;
 274         case -EFAULT:
 275                 result = VM_FAULT_NOPAGE;
 276                 break;
 277         case -ENOMEM:
 278                 result = VM_FAULT_OOM;
 279                 break;
 280         default:
 281                 result = VM_FAULT_SIGBUS;
 282                 break;
 283         }
 284         return result;
 285 }
 286
 287 /**
 288  * Lustre implementation of a vm_operations_struct::fault() method, called by
 289  * VM to server page fault (both in kernel and user space).
 290  *
 291  * \param vma - is virtiual area struct related to page fault
 292  * \param vmf - structure which describe type and address where hit fault
 293  *
 294  * \return allocated and filled _locked_ page for address
 295  * \retval VM_FAULT_ERROR on general error
 296  * \retval NOPAGE_OOM not have memory for allocate new page
 297  */
 298 static int ll_fault0(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 299 {
 300         struct lu_env           *env;
 301         struct cl_io            *io;
 302         struct vvp_io           *vio = NULL;
 303         struct page             *vmpage;
 304         unsigned long            ra_flags;
 305         struct cl_env_nest       nest;
 306         int                      result;
 307         int                      fault_ret = 0;
 308         ENTRY;
 309
 310         io = ll_fault_io_init(vma, &env,  &nest, vmf->pgoff, &ra_flags);
 311         if (IS_ERR(io))
 312                 RETURN(to_fault_error(PTR_ERR(io)));
 313
 314         result = io->ci_result;
 315         if (result == 0) {
 316                 vio = vvp_env_io(env);
 317                 vio->u.fault.ft_vma       = vma;
 318                 vio->u.fault.ft_vmpage    = NULL;
 319                 vio->u.fault.fault.ft_vmf = vmf;
 320
 321                 result = cl_io_loop(env, io);
 322
 323                 fault_ret = vio->u.fault.fault.ft_flags;
 324                 vmpage = vio->u.fault.ft_vmpage;
 325                 if (result != 0 && vmpage != NULL) {
 326                         page_cache_release(vmpage);
 327                         vmf->page = NULL;
 328                 }
 329         }
 330         cl_io_fini(env, io);
 331         cl_env_nested_put(&nest, env);
 332
 333         vma->vm_flags |= ra_flags;
 334         if (result != 0 && !(fault_ret & VM_FAULT_RETRY))
 335                 fault_ret |= to_fault_error(result);
 336
 337         CDEBUG(D_MMAP, "%s fault %d/%d\n",
 338                current->comm, fault_ret, result);
 339         RETURN(fault_ret);
 340 }
 341
 342 static int ll_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 343 {
 344         int count = 0;
 345         bool printed = false;
 346         int result;
 347         sigset_t set;
 348
 349         /* Only SIGKILL and SIGTERM is allowed for fault/nopage/mkwrite
 350          * so that it can be killed by admin but not cause segfault by
 351          * other signals. */
 352         set = cfs_block_sigsinv(sigmask(SIGKILL) | sigmask(SIGTERM));
 353
 354 restart:
 355         result = ll_fault0(vma, vmf);
 356         LASSERT(!(result & VM_FAULT_LOCKED));
 357         if (result == 0) {
 358                 struct page *vmpage = vmf->page;
 359
 360                 /* check if this page has been truncated */
 361                 lock_page(vmpage);
 362                 if (unlikely(vmpage->mapping == NULL)) { /* unlucky */
 363                         unlock_page(vmpage);
 364                         page_cache_release(vmpage);
 365                         vmf->page = NULL;
 366
 367                         if (!printed && ++count > 16) {
 368                                 CWARN("the page is under heavy contention,"
 369                                       "maybe your app(%s) needs revising :-)\n",
 370                                       current->comm);
 371                                 printed = true;
 372                         }
 373
 374                         goto restart;
 375                 }
 376
 377                 result |= VM_FAULT_LOCKED;
 378         }
 379         cfs_restore_sigs(set);
 380         return result;
 381 }
 382
 383 static int ll_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 384 {
 385         int count = 0;
 386         bool printed = false;
 387         bool retry;
 388         int result;
 389
 390         do {
 391                 retry = false;
 392                 result = ll_page_mkwrite0(vma, vmf->page, &retry);
 393
 394                 if (!printed && ++count > 16) {
 395                         CWARN("app(%s): the page %lu of file "DFID" is under"
 396                               " heavy contention\n",
 397                               current->comm, vmf->pgoff,
 398                               PFID(ll_inode2fid(vma->vm_file->f_dentry->d_inode)));
 399                         printed = true;
 400                 }
 401         } while (retry);
 402
 403         switch(result) {
 404         case 0:
 405                 LASSERT(PageLocked(vmf->page));
 406                 result = VM_FAULT_LOCKED;
 407                 break;
 408         case -ENODATA:
 409         case -EFAULT:
 410                 result = VM_FAULT_NOPAGE;
 411                 break;
 412         case -ENOMEM:
 413                 result = VM_FAULT_OOM;
 414                 break;
 415         case -EAGAIN:
 416                 result = VM_FAULT_RETRY;
 417                 break;
 418         default:
 419                 result = VM_FAULT_SIGBUS;
 420                 break;
 421         }
 422
 423         return result;
 424 }
 425
 426 /**
 427  *  To avoid cancel the locks covering mmapped region for lock cache pressure,
 428  *  we track the mapped vma count in ccc_object::cob_mmap_cnt.
 429  */
 430 static void ll_vm_open(struct vm_area_struct * vma)
 431 {
 432         struct inode *inode    = vma->vm_file->f_dentry->d_inode;
 433         struct ccc_object *vob = cl_inode2ccc(inode);
 434
 435         ENTRY;
 436         LASSERT(vma->vm_file);
 437         LASSERT(atomic_read(&vob->cob_mmap_cnt) >= 0);
 438         atomic_inc(&vob->cob_mmap_cnt);
 439         EXIT;
 440 }
 441
 442 /**
 443  * Dual to ll_vm_open().
 444  */
 445 static void ll_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
 446 {
 447         struct inode      *inode = vma->vm_file->f_dentry->d_inode;
 448         struct ccc_object *vob   = cl_inode2ccc(inode);
 449
 450         ENTRY;
 451         LASSERT(vma->vm_file);
 452         atomic_dec(&vob->cob_mmap_cnt);
 453         LASSERT(atomic_read(&vob->cob_mmap_cnt) >= 0);
 454         EXIT;
 455 }
 456
 457 /* XXX put nice comment here.  talk about __free_pte -> dirty pages and
 458  * nopage's reference passing to the pte */
 459 int ll_teardown_mmaps(struct address_space *mapping, __u64 first, __u64 last)
 460 {
 461         int rc = -ENOENT;
 462         ENTRY;
 463
 464         LASSERTF(last > first, "last "LPU64" first "LPU64"\n", last, first);
 465         if (mapping_mapped(mapping)) {
 466                 rc = 0;
 467                 unmap_mapping_range(mapping, first + PAGE_CACHE_SIZE - 1,
 468                                     last - first + 1, 0);
 469         }
 470
 471         RETURN(rc);
 472 }
 473
 474 static const struct vm_operations_struct ll_file_vm_ops = {
 475         .fault                  = ll_fault,
 476         .page_mkwrite           = ll_page_mkwrite,
 477         .open                   = ll_vm_open,
 478         .close                  = ll_vm_close,
 479 };
 480
 481 int ll_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct * vma)
 482 {
 483         struct inode *inode = file->f_dentry->d_inode;
 484         int rc;
 485         ENTRY;
 486
 487         if (ll_file_nolock(file))
 488                 RETURN(-EOPNOTSUPP);
 489
 490         ll_stats_ops_tally(ll_i2sbi(inode), LPROC_LL_MAP, 1);
 491         rc = generic_file_mmap(file, vma);
 492         if (rc == 0) {
 493                 vma->vm_ops = &ll_file_vm_ops;
 494                 vma->vm_ops->open(vma);
 495                 /* update the inode's size and mtime */
 496                 rc = ll_glimpse_size(inode);
 497         }
 498
 499         RETURN(rc);
 500 }