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, 2015, 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 "llite_internal.h"
  55 #include <lustre_compat.h>
  56
  57 static const struct vm_operations_struct ll_file_vm_ops;
  58
  59 void policy_from_vma(union ldlm_policy_data *policy, struct vm_area_struct *vma,
  60                      unsigned long addr, size_t count)
  61 {
  62         policy->l_extent.start = ((addr - vma->vm_start) & PAGE_MASK) +
  63                                  (vma->vm_pgoff << PAGE_CACHE_SHIFT);
  64         policy->l_extent.end = (policy->l_extent.start + count - 1) |
  65                                ~PAGE_MASK;
  66 }
  67
  68 struct vm_area_struct *our_vma(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
  69                                size_t count)
  70 {
  71         struct vm_area_struct *vma, *ret = NULL;
  72         ENTRY;
  73
  74         /* mmap_sem must have been held by caller. */
  75         LASSERT(!down_write_trylock(&mm->mmap_sem));
  76
  77         for(vma = find_vma(mm, addr);
  78             vma != NULL && vma->vm_start < (addr + count); vma = vma->vm_next) {
  79                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops == &ll_file_vm_ops &&
  80                     vma->vm_flags & VM_SHARED) {
  81                         ret = vma;
  82                         break;
  83                 }
  84         }
  85         RETURN(ret);
  86 }
  87
  88 /**
  89  * API independent part for page fault initialization.
  90  * \param env - corespondent lu_env to processing
  91  * \param vma - virtual memory area addressed to page fault
  92  * \param index - page index corespondent to fault.
  93  * \parm ra_flags - vma readahead flags.
  94  *
  95  * \return error codes from cl_io_init.
  96  */
  97 static struct cl_io *
  98 ll_fault_io_init(struct lu_env *env, struct vm_area_struct *vma,
  99                  pgoff_t index, unsigned long *ra_flags)
 100 {
 101         struct file            *file = vma->vm_file;
 102         struct inode           *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
 103         struct cl_io           *io;
 104         struct cl_fault_io     *fio;
 105         int                     rc;
 106         ENTRY;
 107
 108         if (ll_file_nolock(file))
 109                 RETURN(ERR_PTR(-EOPNOTSUPP));
 110
 111 restart:
 112         io = vvp_env_thread_io(env);
 113         io->ci_obj = ll_i2info(inode)->lli_clob;
 114         LASSERT(io->ci_obj != NULL);
 115
 116         fio = &io->u.ci_fault;
 117         fio->ft_index      = index;
 118         fio->ft_executable = vma->vm_flags&VM_EXEC;
 119
 120         /*
 121          * disable VM_SEQ_READ and use VM_RAND_READ to make sure that
 122          * the kernel will not read other pages not covered by ldlm in
 123          * filemap_nopage. we do our readahead in ll_readpage.
 124          */
 125         if (ra_flags != NULL)
 126                 *ra_flags = vma->vm_flags & (VM_RAND_READ|VM_SEQ_READ);
 127         vma->vm_flags &= ~VM_SEQ_READ;
 128         vma->vm_flags |= VM_RAND_READ;
 129
 130         CDEBUG(D_MMAP, "vm_flags: %lx (%lu %d)\n", vma->vm_flags,
 131                fio->ft_index, fio->ft_executable);
 132
 133         rc = cl_io_init(env, io, CIT_FAULT, io->ci_obj);
 134         if (rc == 0) {
 135                 struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
 136                 struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
 137
 138                 LASSERT(vio->vui_cl.cis_io == io);
 139
 140                 /* mmap lock must be MANDATORY it has to cache
 141                  * pages. */
 142                 io->ci_lockreq = CILR_MANDATORY;
 143                 vio->vui_fd = fd;
 144         } else {
 145                 LASSERT(rc < 0);
 146                 cl_io_fini(env, io);
 147                 if (io->ci_need_restart)
 148                         goto restart;
 149
 150                 io = ERR_PTR(rc);
 151         }
 152
 153         RETURN(io);
 154 }
 155
 156 /* Sharing code of page_mkwrite method for rhel5 and rhel6 */
 157 static int ll_page_mkwrite0(struct vm_area_struct *vma, struct page *vmpage,
 158                             bool *retry)
 159 {
 160         struct lu_env           *env;
 161         struct cl_io            *io;
 162         struct vvp_io           *vio;
 163         int                      result;
 164         __u16                    refcheck;
 165         sigset_t                 set;
 166         struct inode             *inode;
 167         struct ll_inode_info     *lli;
 168         ENTRY;
 169
 170         LASSERT(vmpage != NULL);
 171         env = cl_env_get(&refcheck);
 172         if (IS_ERR(env))
 173                 RETURN(PTR_ERR(env));
 174
 175         io = ll_fault_io_init(env, vma, vmpage->index, NULL);
 176         if (IS_ERR(io))
 177                 GOTO(out, result = PTR_ERR(io));
 178
 179         result = io->ci_result;
 180         if (result < 0)
 181                 GOTO(out_io, result);
 182
 183         io->u.ci_fault.ft_mkwrite = 1;
 184         io->u.ci_fault.ft_writable = 1;
 185
 186         vio = vvp_env_io(env);
 187         vio->u.fault.ft_vma    = vma;
 188         vio->u.fault.ft_vmpage = vmpage;
 189
 190         set = cfs_block_sigsinv(sigmask(SIGKILL) | sigmask(SIGTERM));
 191
 192         inode = vvp_object_inode(io->ci_obj);
 193         lli = ll_i2info(inode);
 194
 195         result = cl_io_loop(env, io);
 196
 197         cfs_restore_sigs(set);
 198
 199         if (result == 0) {
 200                 lock_page(vmpage);
 201                 if (vmpage->mapping == NULL) {
 202                         unlock_page(vmpage);
 203
 204                         /* page was truncated and lock was cancelled, return
 205                          * ENODATA so that VM_FAULT_NOPAGE will be returned
 206                          * to handle_mm_fault(). */
 207                         if (result == 0)
 208                                 result = -ENODATA;
 209                 } else if (!PageDirty(vmpage)) {
 210                         /* race, the page has been cleaned by ptlrpcd after
 211                          * it was unlocked, it has to be added into dirty
 212                          * cache again otherwise this soon-to-dirty page won't
 213                          * consume any grants, even worse if this page is being
 214                          * transferred because it will break RPC checksum.
 215                          */
 216                         unlock_page(vmpage);
 217
 218                         CDEBUG(D_MMAP, "Race on page_mkwrite %p/%lu, page has "
 219                                "been written out, retry.\n",
 220                                vmpage, vmpage->index);
 221
 222                         *retry = true;
 223                         result = -EAGAIN;
 224                 }
 225
 226                 if (result == 0)
 227                         ll_file_set_flag(lli, LLIF_DATA_MODIFIED);
 228         }
 229         EXIT;
 230
 231 out_io:
 232         cl_io_fini(env, io);
 233 out:
 234         cl_env_put(env, &refcheck);
 235         CDEBUG(D_MMAP, "%s mkwrite with %d\n", current->comm, result);
 236         LASSERT(ergo(result == 0, PageLocked(vmpage)));
 237
 238         return result;
 239 }
 240
 241 static inline int to_fault_error(int result)
 242 {
 243         switch(result) {
 244         case 0:
 245                 result = VM_FAULT_LOCKED;
 246                 break;
 247         case -EFAULT:
 248                 result = VM_FAULT_NOPAGE;
 249                 break;
 250         case -ENOMEM:
 251                 result = VM_FAULT_OOM;
 252                 break;
 253         default:
 254                 result = VM_FAULT_SIGBUS;
 255                 break;
 256         }
 257         return result;
 258 }
 259
 260 /**
 261  * Lustre implementation of a vm_operations_struct::fault() method, called by
 262  * VM to server page fault (both in kernel and user space).
 263  *
 264  * \param vma - is virtiual area struct related to page fault
 265  * \param vmf - structure which describe type and address where hit fault
 266  *
 267  * \return allocated and filled _locked_ page for address
 268  * \retval VM_FAULT_ERROR on general error
 269  * \retval NOPAGE_OOM not have memory for allocate new page
 270  */
 271 static int ll_fault0(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 272 {
 273         struct lu_env           *env;
 274         struct cl_io            *io;
 275         struct vvp_io           *vio = NULL;
 276         struct page             *vmpage;
 277         unsigned long            ra_flags;
 278         int                      result = 0;
 279         int                      fault_ret = 0;
 280         __u16                    refcheck;
 281         ENTRY;
 282
 283         env = cl_env_get(&refcheck);
 284         if (IS_ERR(env))
 285                 RETURN(PTR_ERR(env));
 286
 287         io = ll_fault_io_init(env, vma, vmf->pgoff, &ra_flags);
 288         if (IS_ERR(io))
 289                 GOTO(out, result = PTR_ERR(io));
 290
 291         result = io->ci_result;
 292         if (result == 0) {
 293                 vio = vvp_env_io(env);
 294                 vio->u.fault.ft_vma       = vma;
 295                 vio->u.fault.ft_vmpage    = NULL;
 296                 vio->u.fault.ft_vmf = vmf;
 297                 vio->u.fault.ft_flags = 0;
 298                 vio->u.fault.ft_flags_valid = 0;
 299
 300                 /* May call ll_readpage() */
 301                 ll_cl_add(vma->vm_file, env, io);
 302
 303                 result = cl_io_loop(env, io);
 304
 305                 ll_cl_remove(vma->vm_file, env);
 306
 307                 /* ft_flags are only valid if we reached
 308                  * the call to filemap_fault */
 309                 if (vio->u.fault.ft_flags_valid)
 310                         fault_ret = vio->u.fault.ft_flags;
 311
 312                 vmpage = vio->u.fault.ft_vmpage;
 313                 if (result != 0 && vmpage != NULL) {
 314                         page_cache_release(vmpage);
 315                         vmf->page = NULL;
 316                 }
 317         }
 318         cl_io_fini(env, io);
 319
 320         vma->vm_flags |= ra_flags;
 321
 322 out:
 323         cl_env_put(env, &refcheck);
 324         if (result != 0 && !(fault_ret & VM_FAULT_RETRY))
 325                 fault_ret |= to_fault_error(result);
 326
 327         CDEBUG(D_MMAP, "%s fault %d/%d\n", current->comm, fault_ret, result);
 328         RETURN(fault_ret);
 329 }
 330
 331 static int ll_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 332 {
 333         int count = 0;
 334         bool printed = false;
 335         int result;
 336         sigset_t set;
 337
 338         /* Only SIGKILL and SIGTERM is allowed for fault/nopage/mkwrite
 339          * so that it can be killed by admin but not cause segfault by
 340          * other signals. */
 341         set = cfs_block_sigsinv(sigmask(SIGKILL) | sigmask(SIGTERM));
 342
 343 restart:
 344         result = ll_fault0(vma, vmf);
 345         LASSERT(!(result & VM_FAULT_LOCKED));
 346         if (result == 0) {
 347                 struct page *vmpage = vmf->page;
 348
 349                 /* check if this page has been truncated */
 350                 lock_page(vmpage);
 351                 if (unlikely(vmpage->mapping == NULL)) { /* unlucky */
 352                         unlock_page(vmpage);
 353                         page_cache_release(vmpage);
 354                         vmf->page = NULL;
 355
 356                         if (!printed && ++count > 16) {
 357                                 CWARN("the page is under heavy contention,"
 358                                       "maybe your app(%s) needs revising :-)\n",
 359                                       current->comm);
 360                                 printed = true;
 361                         }
 362
 363                         goto restart;
 364                 }
 365
 366                 result |= VM_FAULT_LOCKED;
 367         }
 368         cfs_restore_sigs(set);
 369         return result;
 370 }
 371
 372 static int ll_page_mkwrite(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 373 {
 374         int count = 0;
 375         bool printed = false;
 376         bool retry;
 377         int result;
 378
 379         file_update_time(vma->vm_file);
 380         do {
 381                 retry = false;
 382                 result = ll_page_mkwrite0(vma, vmf->page, &retry);
 383
 384                 if (!printed && ++count > 16) {
 385                         const struct dentry *de = vma->vm_file->f_path.dentry;
 386
 387                         CWARN("app(%s): the page %lu of file "DFID" is under"
 388                               " heavy contention\n",
 389                               current->comm, vmf->pgoff,
 390                               PFID(ll_inode2fid(de->d_inode)));
 391                         printed = true;
 392                 }
 393         } while (retry);
 394
 395         switch(result) {
 396         case 0:
 397                 LASSERT(PageLocked(vmf->page));
 398                 result = VM_FAULT_LOCKED;
 399                 break;
 400         case -ENODATA:
 401         case -EFAULT:
 402                 result = VM_FAULT_NOPAGE;
 403                 break;
 404         case -ENOMEM:
 405                 result = VM_FAULT_OOM;
 406                 break;
 407         case -EAGAIN:
 408                 result = VM_FAULT_RETRY;
 409                 break;
 410         default:
 411                 result = VM_FAULT_SIGBUS;
 412                 break;
 413         }
 414
 415         return result;
 416 }
 417
 418 /**
 419  *  To avoid cancel the locks covering mmapped region for lock cache pressure,
 420  *  we track the mapped vma count in vvp_object::vob_mmap_cnt.
 421  */
 422 static void ll_vm_open(struct vm_area_struct * vma)
 423 {
 424         struct inode *inode    = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
 425         struct vvp_object *vob = cl_inode2vvp(inode);
 426
 427         ENTRY;
 428         LASSERT(vma->vm_file);
 429         LASSERT(atomic_read(&vob->vob_mmap_cnt) >= 0);
 430         atomic_inc(&vob->vob_mmap_cnt);
 431         EXIT;
 432 }
 433
 434 /**
 435  * Dual to ll_vm_open().
 436  */
 437 static void ll_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
 438 {
 439         struct inode      *inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
 440         struct vvp_object *vob   = cl_inode2vvp(inode);
 441
 442         ENTRY;
 443         LASSERT(vma->vm_file);
 444         atomic_dec(&vob->vob_mmap_cnt);
 445         LASSERT(atomic_read(&vob->vob_mmap_cnt) >= 0);
 446         EXIT;
 447 }
 448
 449 /* XXX put nice comment here.  talk about __free_pte -> dirty pages and
 450  * nopage's reference passing to the pte */
 451 int ll_teardown_mmaps(struct address_space *mapping, __u64 first, __u64 last)
 452 {
 453         int rc = -ENOENT;
 454         ENTRY;
 455
 456         LASSERTF(last > first, "last "LPU64" first "LPU64"\n", last, first);
 457         if (mapping_mapped(mapping)) {
 458                 rc = 0;
 459                 unmap_mapping_range(mapping, first + PAGE_CACHE_SIZE - 1,
 460                                     last - first + 1, 0);
 461         }
 462
 463         RETURN(rc);
 464 }
 465
 466 static const struct vm_operations_struct ll_file_vm_ops = {
 467         .fault                  = ll_fault,
 468         .page_mkwrite           = ll_page_mkwrite,
 469         .open                   = ll_vm_open,
 470         .close                  = ll_vm_close,
 471 };
 472
 473 int ll_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct * vma)
 474 {
 475         struct inode *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
 476         int rc;
 477         ENTRY;
 478
 479         if (ll_file_nolock(file))
 480                 RETURN(-EOPNOTSUPP);
 481
 482         ll_stats_ops_tally(ll_i2sbi(inode), LPROC_LL_MAP, 1);
 483         rc = generic_file_mmap(file, vma);
 484         if (rc == 0) {
 485                 vma->vm_ops = &ll_file_vm_ops;
 486                 vma->vm_ops->open(vma);
 487                 /* update the inode's size and mtime */
 488                 rc = ll_glimpse_size(inode);
 489         }
 490
 491         RETURN(rc);
 492 }