drivers/staging/android/ashmem.c

   1 /* mm/ashmem.c
   2  *
   3  * Anonymous Shared Memory Subsystem, ashmem
   4  *
   5  * Copyright (C) 2008 Google, Inc.
   6  *
   7  * Robert Love <rlove@google.com>
   8  *
   9  * This software is licensed under the terms of the GNU General Public
  10  * License version 2, as published by the Free Software Foundation, and
  11  * may be copied, distributed, and modified under those terms.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  */
  18
  19 #define pr_fmt(fmt) "ashmem: " fmt
  20
  21 #include <linux/init.h>
  22 #include <linux/export.h>
  23 #include <linux/file.h>
  24 #include <linux/fs.h>
  25 #include <linux/falloc.h>
  26 #include <linux/miscdevice.h>
  27 #include <linux/security.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <linux/mman.h>
  30 #include <linux/uaccess.h>
  31 #include <linux/personality.h>
  32 #include <linux/bitops.h>
  33 #include <linux/mutex.h>
  34 #include <linux/shmem_fs.h>
  35 #include "ashmem.h"
  36
  37 #define ASHMEM_NAME_PREFIX "dev/ashmem/"
  38 #define ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN (sizeof(ASHMEM_NAME_PREFIX) - 1)
  39 #define ASHMEM_FULL_NAME_LEN (ASHMEM_NAME_LEN + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN)
  40
  41 /**
  42  * struct ashmem_area - The anonymous shared memory area
  43  * @name:               The optional name in /proc/pid/maps
  44  * @unpinned_list:      The list of all ashmem areas
  45  * @file:               The shmem-based backing file
  46  * @size:               The size of the mapping, in bytes
  47  * @prot_mask:          The allowed protection bits, as vm_flags
  48  *
  49  * The lifecycle of this structure is from our parent file's open() until
  50  * its release(). It is also protected by 'ashmem_mutex'
  51  *
  52  * Warning: Mappings do NOT pin this structure; It dies on close()
  53  */
  54 struct ashmem_area {
  55         char name[ASHMEM_FULL_NAME_LEN];
  56         struct list_head unpinned_list;
  57         struct file *file;
  58         size_t size;
  59         unsigned long prot_mask;
  60 };
  61
  62 /**
  63  * struct ashmem_range - A range of unpinned/evictable pages
  64  * @lru:                 The entry in the LRU list
  65  * @unpinned:            The entry in its area's unpinned list
  66  * @asma:                The associated anonymous shared memory area.
  67  * @pgstart:             The starting page (inclusive)
  68  * @pgend:               The ending page (inclusive)
  69  * @purged:              The purge status (ASHMEM_NOT or ASHMEM_WAS_PURGED)
  70  *
  71  * The lifecycle of this structure is from unpin to pin.
  72  * It is protected by 'ashmem_mutex'
  73  */
  74 struct ashmem_range {
  75         struct list_head lru;
  76         struct list_head unpinned;
  77         struct ashmem_area *asma;
  78         size_t pgstart;
  79         size_t pgend;
  80         unsigned int purged;
  81 };
  82
  83 /* LRU list of unpinned pages, protected by ashmem_mutex */
  84 static LIST_HEAD(ashmem_lru_list);
  85
  86 /*
  87  * long lru_count - The count of pages on our LRU list.
  88  *
  89  * This is protected by ashmem_mutex.
  90  */
  91 static unsigned long lru_count;
  92
  93 /*
  94  * ashmem_mutex - protects the list of and each individual ashmem_area
  95  *
  96  * Lock Ordering: ashmex_mutex -> i_mutex -> i_alloc_sem
  97  */
  98 static DEFINE_MUTEX(ashmem_mutex);
  99
 100 static struct kmem_cache *ashmem_area_cachep __read_mostly;
 101 static struct kmem_cache *ashmem_range_cachep __read_mostly;
 102
 103 #define range_size(range) \
 104         ((range)->pgend - (range)->pgstart + 1)
 105
 106 #define range_on_lru(range) \
 107         ((range)->purged == ASHMEM_NOT_PURGED)
 108
 109 static inline int page_range_subsumes_range(struct ashmem_range *range,
 110                                             size_t start, size_t end)
 111 {
 112         return (((range)->pgstart >= (start)) && ((range)->pgend <= (end)));
 113 }
 114
 115 static inline int page_range_subsumed_by_range(struct ashmem_range *range,
 116                                                size_t start, size_t end)
 117 {
 118         return (((range)->pgstart <= (start)) && ((range)->pgend >= (end)));
 119 }
 120
 121 static inline int page_in_range(struct ashmem_range *range, size_t page)
 122 {
 123         return (((range)->pgstart <= (page)) && ((range)->pgend >= (page)));
 124 }
 125
 126 static inline int page_range_in_range(struct ashmem_range *range,
 127                                       size_t start, size_t end)
 128 {
 129         return (page_in_range(range, start) || page_in_range(range, end) ||
 130                 page_range_subsumes_range(range, start, end));
 131 }
 132
 133 static inline int range_before_page(struct ashmem_range *range, size_t page)
 134 {
 135         return ((range)->pgend < (page));
 136 }
 137
 138 #define PROT_MASK               (PROT_EXEC | PROT_READ | PROT_WRITE)
 139
 140 /**
 141  * lru_add() - Adds a range of memory to the LRU list
 142  * @range:     The memory range being added.
 143  *
 144  * The range is first added to the end (tail) of the LRU list.
 145  * After this, the size of the range is added to @lru_count
 146  */
 147 static inline void lru_add(struct ashmem_range *range)
 148 {
 149         list_add_tail(&range->lru, &ashmem_lru_list);
 150         lru_count += range_size(range);
 151 }
 152
 153 /**
 154  * lru_del() - Removes a range of memory from the LRU list
 155  * @range:     The memory range being removed
 156  *
 157  * The range is first deleted from the LRU list.
 158  * After this, the size of the range is removed from @lru_count
 159  */
 160 static inline void lru_del(struct ashmem_range *range)
 161 {
 162         list_del(&range->lru);
 163         lru_count -= range_size(range);
 164 }
 165
 166 /**
 167  * range_alloc() - Allocates and initializes a new ashmem_range structure
 168  * @asma:          The associated ashmem_area
 169  * @prev_range:    The previous ashmem_range in the sorted asma->unpinned list
 170  * @purged:        Initial purge status (ASMEM_NOT_PURGED or ASHMEM_WAS_PURGED)
 171  * @start:         The starting page (inclusive)
 172  * @end:           The ending page (inclusive)
 173  *
 174  * This function is protected by ashmem_mutex.
 175  *
 176  * Return: 0 if successful, or -ENOMEM if there is an error
 177  */
 178 static int range_alloc(struct ashmem_area *asma,
 179                        struct ashmem_range *prev_range, unsigned int purged,
 180                        size_t start, size_t end)
 181 {
 182         struct ashmem_range *range;
 183
 184         range = kmem_cache_zalloc(ashmem_range_cachep, GFP_KERNEL);
 185         if (unlikely(!range))
 186                 return -ENOMEM;
 187
 188         range->asma = asma;
 189         range->pgstart = start;
 190         range->pgend = end;
 191         range->purged = purged;
 192
 193         list_add_tail(&range->unpinned, &prev_range->unpinned);
 194
 195         if (range_on_lru(range))
 196                 lru_add(range);
 197
 198         return 0;
 199 }
 200
 201 /**
 202  * range_del() - Deletes and dealloctes an ashmem_range structure
 203  * @range:       The associated ashmem_range that has previously been allocated
 204  */
 205 static void range_del(struct ashmem_range *range)
 206 {
 207         list_del(&range->unpinned);
 208         if (range_on_lru(range))
 209                 lru_del(range);
 210         kmem_cache_free(ashmem_range_cachep, range);
 211 }
 212
 213 /**
 214  * range_shrink() - Shrinks an ashmem_range
 215  * @range:          The associated ashmem_range being shrunk
 216  * @start:          The starting byte of the new range
 217  * @end:            The ending byte of the new range
 218  *
 219  * This does not modify the data inside the existing range in any way - It
 220  * simply shrinks the boundaries of the range.
 221  *
 222  * Theoretically, with a little tweaking, this could eventually be changed
 223  * to range_resize, and expand the lru_count if the new range is larger.
 224  */
 225 static inline void range_shrink(struct ashmem_range *range,
 226                                 size_t start, size_t end)
 227 {
 228         size_t pre = range_size(range);
 229
 230         range->pgstart = start;
 231         range->pgend = end;
 232
 233         if (range_on_lru(range))
 234                 lru_count -= pre - range_size(range);
 235 }
 236
 237 /**
 238  * ashmem_open() - Opens an Anonymous Shared Memory structure
 239  * @inode:         The backing file's index node(?)
 240  * @file:          The backing file
 241  *
 242  * Please note that the ashmem_area is not returned by this function - It is
 243  * instead written to "file->private_data".
 244  *
 245  * Return: 0 if successful, or another code if unsuccessful.
 246  */
 247 static int ashmem_open(struct inode *inode, struct file *file)
 248 {
 249         struct ashmem_area *asma;
 250         int ret;
 251
 252         ret = generic_file_open(inode, file);
 253         if (unlikely(ret))
 254                 return ret;
 255
 256         asma = kmem_cache_zalloc(ashmem_area_cachep, GFP_KERNEL);
 257         if (unlikely(!asma))
 258                 return -ENOMEM;
 259
 260         INIT_LIST_HEAD(&asma->unpinned_list);
 261         memcpy(asma->name, ASHMEM_NAME_PREFIX, ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN);
 262         asma->prot_mask = PROT_MASK;
 263         file->private_data = asma;
 264
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 /**
 269  * ashmem_release() - Releases an Anonymous Shared Memory structure
 270  * @ignored:          The backing file's Index Node(?) - It is ignored here.
 271  * @file:             The backing file
 272  *
 273  * Return: 0 if successful. If it is anything else, go have a coffee and
 274  * try again.
 275  */
 276 static int ashmem_release(struct inode *ignored, struct file *file)
 277 {
 278         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 279         struct ashmem_range *range, *next;
 280
 281         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 282         list_for_each_entry_safe(range, next, &asma->unpinned_list, unpinned)
 283                 range_del(range);
 284         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 285
 286         if (asma->file)
 287                 fput(asma->file);
 288         kmem_cache_free(ashmem_area_cachep, asma);
 289
 290         return 0;
 291 }
 292
 293 /**
 294  * ashmem_read() - Reads a set of bytes from an Ashmem-enabled file
 295  * @file:          The associated backing file.
 296  * @buf:           The buffer of data being written to
 297  * @len:           The number of bytes being read
 298  * @pos:           The position of the first byte to read.
 299  *
 300  * Return: 0 if successful, or another return code if not.
 301  */
 302 static ssize_t ashmem_read(struct file *file, char __user *buf,
 303                            size_t len, loff_t *pos)
 304 {
 305         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 306         int ret = 0;
 307
 308         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 309
 310         /* If size is not set, or set to 0, always return EOF. */
 311         if (asma->size == 0)
 312                 goto out_unlock;
 313
 314         if (!asma->file) {
 315                 ret = -EBADF;
 316                 goto out_unlock;
 317         }
 318
 319         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 320
 321         /*
 322          * asma and asma->file are used outside the lock here.  We assume
 323          * once asma->file is set it will never be changed, and will not
 324          * be destroyed until all references to the file are dropped and
 325          * ashmem_release is called.
 326          */
 327         ret = __vfs_read(asma->file, buf, len, pos);
 328         if (ret >= 0)
 329                 /** Update backing file pos, since f_ops->read() doesn't */
 330                 asma->file->f_pos = *pos;
 331         return ret;
 332
 333 out_unlock:
 334         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 335         return ret;
 336 }
 337
 338 static loff_t ashmem_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 339 {
 340         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 341         int ret;
 342
 343         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 344
 345         if (asma->size == 0) {
 346                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 347                 return -EINVAL;
 348         }
 349
 350         if (!asma->file) {
 351                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 352                 return -EBADF;
 353         }
 354
 355         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 356
 357         ret = vfs_llseek(asma->file, offset, origin);
 358         if (ret < 0)
 359                 return ret;
 360
 361         /** Copy f_pos from backing file, since f_ops->llseek() sets it */
 362         file->f_pos = asma->file->f_pos;
 363         return ret;
 364 }
 365
 366 static inline vm_flags_t calc_vm_may_flags(unsigned long prot)
 367 {
 368         return _calc_vm_trans(prot, PROT_READ,  VM_MAYREAD) |
 369                _calc_vm_trans(prot, PROT_WRITE, VM_MAYWRITE) |
 370                _calc_vm_trans(prot, PROT_EXEC,  VM_MAYEXEC);
 371 }
 372
 373 static int ashmem_vmfile_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 374 {
 375         /* do not allow to mmap ashmem backing shmem file directly */
 376         return -EPERM;
 377 }
 378
 379 static unsigned long
 380 ashmem_vmfile_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 381                                 unsigned long len, unsigned long pgoff,
 382                                 unsigned long flags)
 383 {
 384         return current->mm->get_unmapped_area(file, addr, len, pgoff, flags);
 385 }
 386
 387 static int ashmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 388 {
 389         static struct file_operations vmfile_fops;
 390         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 391         int ret = 0;
 392
 393         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 394
 395         /* user needs to SET_SIZE before mapping */
 396         if (unlikely(!asma->size)) {
 397                 ret = -EINVAL;
 398                 goto out;
 399         }
 400
 401         /* requested mapping size larger than object size */
 402         if (vma->vm_end - vma->vm_start > PAGE_ALIGN(asma->size)) {
 403                 ret = -EINVAL;
 404                 goto out;
 405         }
 406
 407         /* requested protection bits must match our allowed protection mask */
 408         if (unlikely((vma->vm_flags & ~calc_vm_prot_bits(asma->prot_mask, 0)) &
 409                      calc_vm_prot_bits(PROT_MASK, 0))) {
 410                 ret = -EPERM;
 411                 goto out;
 412         }
 413         vma->vm_flags &= ~calc_vm_may_flags(~asma->prot_mask);
 414
 415         if (!asma->file) {
 416                 char *name = ASHMEM_NAME_DEF;
 417                 struct file *vmfile;
 418
 419                 if (asma->name[ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN] != '\0')
 420                         name = asma->name;
 421
 422                 /* ... and allocate the backing shmem file */
 423                 vmfile = shmem_file_setup(name, asma->size, vma->vm_flags);
 424                 if (IS_ERR(vmfile)) {
 425                         ret = PTR_ERR(vmfile);
 426                         goto out;
 427                 }
 428                 vmfile->f_mode |= FMODE_LSEEK;
 429                 asma->file = vmfile;
 430                 /*
 431                  * override mmap operation of the vmfile so that it can't be
 432                  * remapped which would lead to creation of a new vma with no
 433                  * asma permission checks. Have to override get_unmapped_area
 434                  * as well to prevent VM_BUG_ON check for f_ops modification.
 435                  */
 436                 if (!vmfile_fops.mmap) {
 437                         vmfile_fops = *vmfile->f_op;
 438                         vmfile_fops.mmap = ashmem_vmfile_mmap;
 439                         vmfile_fops.get_unmapped_area =
 440                                         ashmem_vmfile_get_unmapped_area;
 441                 }
 442                 vmfile->f_op = &vmfile_fops;
 443         }
 444         get_file(asma->file);
 445
 446         /*
 447          * XXX - Reworked to use shmem_zero_setup() instead of
 448          * shmem_set_file while we're in staging. -jstultz
 449          */
 450         if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
 451                 ret = shmem_zero_setup(vma);
 452                 if (ret) {
 453                         fput(asma->file);
 454                         goto out;
 455                 }
 456         }
 457
 458         if (vma->vm_file)
 459                 fput(vma->vm_file);
 460         vma->vm_file = asma->file;
 461
 462 out:
 463         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 464         return ret;
 465 }
 466
 467 /*
 468  * ashmem_shrink - our cache shrinker, called from mm/vmscan.c
 469  *
 470  * 'nr_to_scan' is the number of objects to scan for freeing.
 471  *
 472  * 'gfp_mask' is the mask of the allocation that got us into this mess.
 473  *
 474  * Return value is the number of objects freed or -1 if we cannot
 475  * proceed without risk of deadlock (due to gfp_mask).
 476  *
 477  * We approximate LRU via least-recently-unpinned, jettisoning unpinned partial
 478  * chunks of ashmem regions LRU-wise one-at-a-time until we hit 'nr_to_scan'
 479  * pages freed.
 480  */
 481 static unsigned long
 482 ashmem_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
 483 {
 484         struct ashmem_range *range, *next;
 485         unsigned long freed = 0;
 486
 487         /* We might recurse into filesystem code, so bail out if necessary */
 488         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_FS))
 489                 return SHRINK_STOP;
 490
 491         if (!mutex_trylock(&ashmem_mutex))
 492                 return -1;
 493
 494         list_for_each_entry_safe(range, next, &ashmem_lru_list, lru) {
 495                 loff_t start = range->pgstart * PAGE_SIZE;
 496                 loff_t end = (range->pgend + 1) * PAGE_SIZE;
 497
 498                 vfs_fallocate(range->asma->file,
 499                               FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
 500                               start, end - start);
 501                 range->purged = ASHMEM_WAS_PURGED;
 502                 lru_del(range);
 503
 504                 freed += range_size(range);
 505                 if (--sc->nr_to_scan <= 0)
 506                         break;
 507         }
 508         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 509         return freed;
 510 }
 511
 512 static unsigned long
 513 ashmem_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
 514 {
 515         /*
 516          * note that lru_count is count of pages on the lru, not a count of
 517          * objects on the list. This means the scan function needs to return the
 518          * number of pages freed, not the number of objects scanned.
 519          */
 520         return lru_count;
 521 }
 522
 523 static struct shrinker ashmem_shrinker = {
 524         .count_objects = ashmem_shrink_count,
 525         .scan_objects = ashmem_shrink_scan,
 526         /*
 527          * XXX (dchinner): I wish people would comment on why they need on
 528          * significant changes to the default value here
 529          */
 530         .seeks = DEFAULT_SEEKS * 4,
 531 };
 532
 533 static int set_prot_mask(struct ashmem_area *asma, unsigned long prot)
 534 {
 535         int ret = 0;
 536
 537         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 538
 539         /* the user can only remove, not add, protection bits */
 540         if (unlikely((asma->prot_mask & prot) != prot)) {
 541                 ret = -EINVAL;
 542                 goto out;
 543         }
 544
 545         /* does the application expect PROT_READ to imply PROT_EXEC? */
 546         if ((prot & PROT_READ) && (current->personality & READ_IMPLIES_EXEC))
 547                 prot |= PROT_EXEC;
 548
 549         asma->prot_mask = prot;
 550
 551 out:
 552         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 553         return ret;
 554 }
 555
 556 static int set_name(struct ashmem_area *asma, void __user *name)
 557 {
 558         int len;
 559         int ret = 0;
 560         char local_name[ASHMEM_NAME_LEN];
 561
 562         /*
 563          * Holding the ashmem_mutex while doing a copy_from_user might cause
 564          * an data abort which would try to access mmap_sem. If another
 565          * thread has invoked ashmem_mmap then it will be holding the
 566          * semaphore and will be waiting for ashmem_mutex, there by leading to
 567          * deadlock. We'll release the mutex  and take the name to a local
 568          * variable that does not need protection and later copy the local
 569          * variable to the structure member with lock held.
 570          */
 571         len = strncpy_from_user(local_name, name, ASHMEM_NAME_LEN);
 572         if (len < 0)
 573                 return len;
 574         if (len == ASHMEM_NAME_LEN)
 575                 local_name[ASHMEM_NAME_LEN - 1] = '\0';
 576         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 577         /* cannot change an existing mapping's name */
 578         if (unlikely(asma->file))
 579                 ret = -EINVAL;
 580         else
 581                 strcpy(asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN, local_name);
 582
 583         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 584         return ret;
 585 }
 586
 587 static int get_name(struct ashmem_area *asma, void __user *name)
 588 {
 589         int ret = 0;
 590         size_t len;
 591         /*
 592          * Have a local variable to which we'll copy the content
 593          * from asma with the lock held. Later we can copy this to the user
 594          * space safely without holding any locks. So even if we proceed to
 595          * wait for mmap_sem, it won't lead to deadlock.
 596          */
 597         char local_name[ASHMEM_NAME_LEN];
 598
 599         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 600         if (asma->name[ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN] != '\0') {
 601                 /*
 602                  * Copying only `len', instead of ASHMEM_NAME_LEN, bytes
 603                  * prevents us from revealing one user's stack to another.
 604                  */
 605                 len = strlen(asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN) + 1;
 606                 memcpy(local_name, asma->name + ASHMEM_NAME_PREFIX_LEN, len);
 607         } else {
 608                 len = sizeof(ASHMEM_NAME_DEF);
 609                 memcpy(local_name, ASHMEM_NAME_DEF, len);
 610         }
 611         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 612
 613         /*
 614          * Now we are just copying from the stack variable to userland
 615          * No lock held
 616          */
 617         if (unlikely(copy_to_user(name, local_name, len)))
 618                 ret = -EFAULT;
 619         return ret;
 620 }
 621
 622 /*
 623  * ashmem_pin - pin the given ashmem region, returning whether it was
 624  * previously purged (ASHMEM_WAS_PURGED) or not (ASHMEM_NOT_PURGED).
 625  *
 626  * Caller must hold ashmem_mutex.
 627  */
 628 static int ashmem_pin(struct ashmem_area *asma, size_t pgstart, size_t pgend)
 629 {
 630         struct ashmem_range *range, *next;
 631         int ret = ASHMEM_NOT_PURGED;
 632
 633         list_for_each_entry_safe(range, next, &asma->unpinned_list, unpinned) {
 634                 /* moved past last applicable page; we can short circuit */
 635                 if (range_before_page(range, pgstart))
 636                         break;
 637
 638                 /*
 639                  * The user can ask us to pin pages that span multiple ranges,
 640                  * or to pin pages that aren't even unpinned, so this is messy.
 641                  *
 642                  * Four cases:
 643                  * 1. The requested range subsumes an existing range, so we
 644                  *    just remove the entire matching range.
 645                  * 2. The requested range overlaps the start of an existing
 646                  *    range, so we just update that range.
 647                  * 3. The requested range overlaps the end of an existing
 648                  *    range, so we just update that range.
 649                  * 4. The requested range punches a hole in an existing range,
 650                  *    so we have to update one side of the range and then
 651                  *    create a new range for the other side.
 652                  */
 653                 if (page_range_in_range(range, pgstart, pgend)) {
 654                         ret |= range->purged;
 655
 656                         /* Case #1: Easy. Just nuke the whole thing. */
 657                         if (page_range_subsumes_range(range, pgstart, pgend)) {
 658                                 range_del(range);
 659                                 continue;
 660                         }
 661
 662                         /* Case #2: We overlap from the start, so adjust it */
 663                         if (range->pgstart >= pgstart) {
 664                                 range_shrink(range, pgend + 1, range->pgend);
 665                                 continue;
 666                         }
 667
 668                         /* Case #3: We overlap from the rear, so adjust it */
 669                         if (range->pgend <= pgend) {
 670                                 range_shrink(range, range->pgstart,
 671                                              pgstart - 1);
 672                                 continue;
 673                         }
 674
 675                         /*
 676                          * Case #4: We eat a chunk out of the middle. A bit
 677                          * more complicated, we allocate a new range for the
 678                          * second half and adjust the first chunk's endpoint.
 679                          */
 680                         range_alloc(asma, range, range->purged,
 681                                     pgend + 1, range->pgend);
 682                         range_shrink(range, range->pgstart, pgstart - 1);
 683                         break;
 684                 }
 685         }
 686
 687         return ret;
 688 }
 689
 690 /*
 691  * ashmem_unpin - unpin the given range of pages. Returns zero on success.
 692  *
 693  * Caller must hold ashmem_mutex.
 694  */
 695 static int ashmem_unpin(struct ashmem_area *asma, size_t pgstart, size_t pgend)
 696 {
 697         struct ashmem_range *range, *next;
 698         unsigned int purged = ASHMEM_NOT_PURGED;
 699
 700 restart:
 701         list_for_each_entry_safe(range, next, &asma->unpinned_list, unpinned) {
 702                 /* short circuit: this is our insertion point */
 703                 if (range_before_page(range, pgstart))
 704                         break;
 705
 706                 /*
 707                  * The user can ask us to unpin pages that are already entirely
 708                  * or partially pinned. We handle those two cases here.
 709                  */
 710                 if (page_range_subsumed_by_range(range, pgstart, pgend))
 711                         return 0;
 712                 if (page_range_in_range(range, pgstart, pgend)) {
 713                         pgstart = min(range->pgstart, pgstart);
 714                         pgend = max(range->pgend, pgend);
 715                         purged |= range->purged;
 716                         range_del(range);
 717                         goto restart;
 718                 }
 719         }
 720
 721         return range_alloc(asma, range, purged, pgstart, pgend);
 722 }
 723
 724 /*
 725  * ashmem_get_pin_status - Returns ASHMEM_IS_UNPINNED if _any_ pages in the
 726  * given interval are unpinned and ASHMEM_IS_PINNED otherwise.
 727  *
 728  * Caller must hold ashmem_mutex.
 729  */
 730 static int ashmem_get_pin_status(struct ashmem_area *asma, size_t pgstart,
 731                                  size_t pgend)
 732 {
 733         struct ashmem_range *range;
 734         int ret = ASHMEM_IS_PINNED;
 735
 736         list_for_each_entry(range, &asma->unpinned_list, unpinned) {
 737                 if (range_before_page(range, pgstart))
 738                         break;
 739                 if (page_range_in_range(range, pgstart, pgend)) {
 740                         ret = ASHMEM_IS_UNPINNED;
 741                         break;
 742                 }
 743         }
 744
 745         return ret;
 746 }
 747
 748 static int ashmem_pin_unpin(struct ashmem_area *asma, unsigned long cmd,
 749                             void __user *p)
 750 {
 751         struct ashmem_pin pin;
 752         size_t pgstart, pgend;
 753         int ret = -EINVAL;
 754
 755         if (unlikely(copy_from_user(&pin, p, sizeof(pin))))
 756                 return -EFAULT;
 757
 758         mutex_lock(&ashmem_mutex);
 759
 760         if (unlikely(!asma->file))
 761                 goto out_unlock;
 762
 763         /* per custom, you can pass zero for len to mean "everything onward" */
 764         if (!pin.len)
 765                 pin.len = PAGE_ALIGN(asma->size) - pin.offset;
 766
 767         if (unlikely((pin.offset | pin.len) & ~PAGE_MASK))
 768                 goto out_unlock;
 769
 770         if (unlikely(((__u32)-1) - pin.offset < pin.len))
 771                 goto out_unlock;
 772
 773         if (unlikely(PAGE_ALIGN(asma->size) < pin.offset + pin.len))
 774                 goto out_unlock;
 775
 776         pgstart = pin.offset / PAGE_SIZE;
 777         pgend = pgstart + (pin.len / PAGE_SIZE) - 1;
 778
 779         switch (cmd) {
 780         case ASHMEM_PIN:
 781                 ret = ashmem_pin(asma, pgstart, pgend);
 782                 break;
 783         case ASHMEM_UNPIN:
 784                 ret = ashmem_unpin(asma, pgstart, pgend);
 785                 break;
 786         case ASHMEM_GET_PIN_STATUS:
 787                 ret = ashmem_get_pin_status(asma, pgstart, pgend);
 788                 break;
 789         }
 790
 791 out_unlock:
 792         mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 793
 794         return ret;
 795 }
 796
 797 static long ashmem_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
 798 {
 799         struct ashmem_area *asma = file->private_data;
 800         long ret = -ENOTTY;
 801
 802         switch (cmd) {
 803         case ASHMEM_SET_NAME:
 804                 ret = set_name(asma, (void __user *)arg);
 805                 break;
 806         case ASHMEM_GET_NAME:
 807                 ret = get_name(asma, (void __user *)arg);
 808                 break;
 809         case ASHMEM_SET_SIZE:
 810                 ret = -EINVAL;
 811                 mutex_lock(&ashmem_mutex);
 812                 if (!asma->file) {
 813                         ret = 0;
 814                         asma->size = (size_t)arg;
 815                 }
 816                 mutex_unlock(&ashmem_mutex);
 817                 break;
 818         case ASHMEM_GET_SIZE:
 819                 ret = asma->size;
 820                 break;
 821         case ASHMEM_SET_PROT_MASK:
 822                 ret = set_prot_mask(asma, arg);
 823                 break;
 824         case ASHMEM_GET_PROT_MASK:
 825                 ret = asma->prot_mask;
 826                 break;
 827         case ASHMEM_PIN:
 828         case ASHMEM_UNPIN:
 829         case ASHMEM_GET_PIN_STATUS:
 830                 ret = ashmem_pin_unpin(asma, cmd, (void __user *)arg);
 831                 break;
 832         case ASHMEM_PURGE_ALL_CACHES:
 833                 ret = -EPERM;
 834                 if (capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
 835                         struct shrink_control sc = {
 836                                 .gfp_mask = GFP_KERNEL,
 837                                 .nr_to_scan = LONG_MAX,
 838                         };
 839                         ret = ashmem_shrink_count(&ashmem_shrinker, &sc);
 840                         ashmem_shrink_scan(&ashmem_shrinker, &sc);
 841                 }
 842                 break;
 843         }
 844
 845         return ret;
 846 }
 847
 848 /* support of 32bit userspace on 64bit platforms */
 849 #ifdef CONFIG_COMPAT
 850 static long compat_ashmem_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
 851                                 unsigned long arg)
 852 {
 853         switch (cmd) {
 854         case COMPAT_ASHMEM_SET_SIZE:
 855                 cmd = ASHMEM_SET_SIZE;
 856                 break;
 857         case COMPAT_ASHMEM_SET_PROT_MASK:
 858                 cmd = ASHMEM_SET_PROT_MASK;
 859                 break;
 860         }
 861         return ashmem_ioctl(file, cmd, arg);
 862 }
 863 #endif
 864
 865 static const struct file_operations ashmem_fops = {
 866         .owner = THIS_MODULE,
 867         .open = ashmem_open,
 868         .release = ashmem_release,
 869         .read = ashmem_read,
 870         .llseek = ashmem_llseek,
 871         .mmap = ashmem_mmap,
 872         .unlocked_ioctl = ashmem_ioctl,
 873 #ifdef CONFIG_COMPAT
 874         .compat_ioctl = compat_ashmem_ioctl,
 875 #endif
 876 };
 877
 878 static struct miscdevice ashmem_misc = {
 879         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
 880         .name = "ashmem",
 881         .fops = &ashmem_fops,
 882 };
 883
 884 static int __init ashmem_init(void)
 885 {
 886         int ret = -ENOMEM;
 887
 888         ashmem_area_cachep = kmem_cache_create("ashmem_area_cache",
 889                                                sizeof(struct ashmem_area),
 890                                                0, 0, NULL);
 891         if (unlikely(!ashmem_area_cachep)) {
 892                 pr_err("failed to create slab cache\n");
 893                 goto out;
 894         }
 895
 896         ashmem_range_cachep = kmem_cache_create("ashmem_range_cache",
 897                                                 sizeof(struct ashmem_range),
 898                                                 0, 0, NULL);
 899         if (unlikely(!ashmem_range_cachep)) {
 900                 pr_err("failed to create slab cache\n");
 901                 goto out_free1;
 902         }
 903
 904         ret = misc_register(&ashmem_misc);
 905         if (unlikely(ret)) {
 906                 pr_err("failed to register misc device!\n");
 907                 goto out_free2;
 908         }
 909
 910         register_shrinker(&ashmem_shrinker);
 911
 912         pr_info("initialized\n");
 913
 914         return 0;
 915
 916 out_free2:
 917         kmem_cache_destroy(ashmem_range_cachep);
 918 out_free1:
 919         kmem_cache_destroy(ashmem_area_cachep);
 920 out:
 921         return ret;
 922 }
 923 device_initcall(ashmem_init);