mm: arch: rename in_gate_area_no_task to in_gate_area_no_mm
[linux-2.6.git] / mm / madvise.c
1 /*
2  *      linux/mm/madvise.c
3  *
4  * Copyright (C) 1999  Linus Torvalds
5  * Copyright (C) 2002  Christoph Hellwig
6  */
7
8 #include <linux/mman.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/syscalls.h>
11 #include <linux/mempolicy.h>
12 #include <linux/page-isolation.h>
13 #include <linux/hugetlb.h>
14 #include <linux/sched.h>
15 #include <linux/ksm.h>
16
17 /*
18  * Any behaviour which results in changes to the vma->vm_flags needs to
19  * take mmap_sem for writing. Others, which simply traverse vmas, need
20  * to only take it for reading.
21  */
22 static int madvise_need_mmap_write(int behavior)
23 {
24         switch (behavior) {
25         case MADV_REMOVE:
26         case MADV_WILLNEED:
27         case MADV_DONTNEED:
28                 return 0;
29         default:
30                 /* be safe, default to 1. list exceptions explicitly */
31                 return 1;
32         }
33 }
34
35 /*
36  * We can potentially split a vm area into separate
37  * areas, each area with its own behavior.
38  */
39 static long madvise_behavior(struct vm_area_struct * vma,
40                      struct vm_area_struct **prev,
41                      unsigned long start, unsigned long end, int behavior)
42 {
43         struct mm_struct * mm = vma->vm_mm;
44         int error = 0;
45         pgoff_t pgoff;
46         unsigned long new_flags = vma->vm_flags;
47
48         switch (behavior) {
49         case MADV_NORMAL:
50                 new_flags = new_flags & ~VM_RAND_READ & ~VM_SEQ_READ;
51                 break;
52         case MADV_SEQUENTIAL:
53                 new_flags = (new_flags & ~VM_RAND_READ) | VM_SEQ_READ;
54                 break;
55         case MADV_RANDOM:
56                 new_flags = (new_flags & ~VM_SEQ_READ) | VM_RAND_READ;
57                 break;
58         case MADV_DONTFORK:
59                 new_flags |= VM_DONTCOPY;
60                 break;
61         case MADV_DOFORK:
62                 if (vma->vm_flags & VM_IO) {
63                         error = -EINVAL;
64                         goto out;
65                 }
66                 new_flags &= ~VM_DONTCOPY;
67                 break;
68         case MADV_MERGEABLE:
69         case MADV_UNMERGEABLE:
70                 error = ksm_madvise(vma, start, end, behavior, &new_flags);
71                 if (error)
72                         goto out;
73                 break;
74         case MADV_HUGEPAGE:
75         case MADV_NOHUGEPAGE:
76                 error = hugepage_madvise(vma, &new_flags, behavior);
77                 if (error)
78                         goto out;
79                 break;
80         }
81
82         if (new_flags == vma->vm_flags) {
83                 *prev = vma;
84                 goto out;
85         }
86
87         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
88         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, new_flags, vma->anon_vma,
89                                 vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma));
90         if (*prev) {
91                 vma = *prev;
92                 goto success;
93         }
94
95         *prev = vma;
96
97         if (start != vma->vm_start) {
98                 error = split_vma(mm, vma, start, 1);
99                 if (error)
100                         goto out;
101         }
102
103         if (end != vma->vm_end) {
104                 error = split_vma(mm, vma, end, 0);
105                 if (error)
106                         goto out;
107         }
108
109 success:
110         /*
111          * vm_flags is protected by the mmap_sem held in write mode.
112          */
113         vma->vm_flags = new_flags;
114
115 out:
116         if (error == -ENOMEM)
117                 error = -EAGAIN;
118         return error;
119 }
120
121 /*
122  * Schedule all required I/O operations.  Do not wait for completion.
123  */
124 static long madvise_willneed(struct vm_area_struct * vma,
125                              struct vm_area_struct ** prev,
126                              unsigned long start, unsigned long end)
127 {
128         struct file *file = vma->vm_file;
129
130         if (!file)
131                 return -EBADF;
132
133         if (file->f_mapping->a_ops->get_xip_mem) {
134                 /* no bad return value, but ignore advice */
135                 return 0;
136         }
137
138         *prev = vma;
139         start = ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
140         if (end > vma->vm_end)
141                 end = vma->vm_end;
142         end = ((end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
143
144         force_page_cache_readahead(file->f_mapping, file, start, end - start);
145         return 0;
146 }
147
148 /*
149  * Application no longer needs these pages.  If the pages are dirty,
150  * it's OK to just throw them away.  The app will be more careful about
151  * data it wants to keep.  Be sure to free swap resources too.  The
152  * zap_page_range call sets things up for shrink_active_list to actually free
153  * these pages later if no one else has touched them in the meantime,
154  * although we could add these pages to a global reuse list for
155  * shrink_active_list to pick up before reclaiming other pages.
156  *
157  * NB: This interface discards data rather than pushes it out to swap,
158  * as some implementations do.  This has performance implications for
159  * applications like large transactional databases which want to discard
160  * pages in anonymous maps after committing to backing store the data
161  * that was kept in them.  There is no reason to write this data out to
162  * the swap area if the application is discarding it.
163  *
164  * An interface that causes the system to free clean pages and flush
165  * dirty pages is already available as msync(MS_INVALIDATE).
166  */
167 static long madvise_dontneed(struct vm_area_struct * vma,
168                              struct vm_area_struct ** prev,
169                              unsigned long start, unsigned long end)
170 {
171         *prev = vma;
172         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_HUGETLB|VM_PFNMAP))
173                 return -EINVAL;
174
175         if (unlikely(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
176                 struct zap_details details = {
177                         .nonlinear_vma = vma,
178                         .last_index = ULONG_MAX,
179                 };
180                 zap_page_range(vma, start, end - start, &details);
181         } else
182                 zap_page_range(vma, start, end - start, NULL);
183         return 0;
184 }
185
186 /*
187  * Application wants to free up the pages and associated backing store.
188  * This is effectively punching a hole into the middle of a file.
189  *
190  * NOTE: Currently, only shmfs/tmpfs is supported for this operation.
191  * Other filesystems return -ENOSYS.
192  */
193 static long madvise_remove(struct vm_area_struct *vma,
194                                 struct vm_area_struct **prev,
195                                 unsigned long start, unsigned long end)
196 {
197         struct address_space *mapping;
198         loff_t offset, endoff;
199         int error;
200
201         *prev = NULL;   /* tell sys_madvise we drop mmap_sem */
202
203         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_NONLINEAR|VM_HUGETLB))
204                 return -EINVAL;
205
206         if (!vma->vm_file || !vma->vm_file->f_mapping
207                 || !vma->vm_file->f_mapping->host) {
208                         return -EINVAL;
209         }
210
211         if ((vma->vm_flags & (VM_SHARED|VM_WRITE)) != (VM_SHARED|VM_WRITE))
212                 return -EACCES;
213
214         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
215
216         offset = (loff_t)(start - vma->vm_start)
217                         + ((loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT);
218         endoff = (loff_t)(end - vma->vm_start - 1)
219                         + ((loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT);
220
221         /* vmtruncate_range needs to take i_mutex and i_alloc_sem */
222         up_read(&current->mm->mmap_sem);
223         error = vmtruncate_range(mapping->host, offset, endoff);
224         down_read(&current->mm->mmap_sem);
225         return error;
226 }
227
228 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
229 /*
230  * Error injection support for memory error handling.
231  */
232 static int madvise_hwpoison(int bhv, unsigned long start, unsigned long end)
233 {
234         int ret = 0;
235
236         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
237                 return -EPERM;
238         for (; start < end; start += PAGE_SIZE) {
239                 struct page *p;
240                 int ret = get_user_pages_fast(start, 1, 0, &p);
241                 if (ret != 1)
242                         return ret;
243                 if (bhv == MADV_SOFT_OFFLINE) {
244                         printk(KERN_INFO "Soft offlining page %lx at %lx\n",
245                                 page_to_pfn(p), start);
246                         ret = soft_offline_page(p, MF_COUNT_INCREASED);
247                         if (ret)
248                                 break;
249                         continue;
250                 }
251                 printk(KERN_INFO "Injecting memory failure for page %lx at %lx\n",
252                        page_to_pfn(p), start);
253                 /* Ignore return value for now */
254                 __memory_failure(page_to_pfn(p), 0, MF_COUNT_INCREASED);
255         }
256         return ret;
257 }
258 #endif
259
260 static long
261 madvise_vma(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
262                 unsigned long start, unsigned long end, int behavior)
263 {
264         switch (behavior) {
265         case MADV_REMOVE:
266                 return madvise_remove(vma, prev, start, end);
267         case MADV_WILLNEED:
268                 return madvise_willneed(vma, prev, start, end);
269         case MADV_DONTNEED:
270                 return madvise_dontneed(vma, prev, start, end);
271         default:
272                 return madvise_behavior(vma, prev, start, end, behavior);
273         }
274 }
275
276 static int
277 madvise_behavior_valid(int behavior)
278 {
279         switch (behavior) {
280         case MADV_DOFORK:
281         case MADV_DONTFORK:
282         case MADV_NORMAL:
283         case MADV_SEQUENTIAL:
284         case MADV_RANDOM:
285         case MADV_REMOVE:
286         case MADV_WILLNEED:
287         case MADV_DONTNEED:
288 #ifdef CONFIG_KSM
289         case MADV_MERGEABLE:
290         case MADV_UNMERGEABLE:
291 #endif
292 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
293         case MADV_HUGEPAGE:
294         case MADV_NOHUGEPAGE:
295 #endif
296                 return 1;
297
298         default:
299                 return 0;
300         }
301 }
302
303 /*
304  * The madvise(2) system call.
305  *
306  * Applications can use madvise() to advise the kernel how it should
307  * handle paging I/O in this VM area.  The idea is to help the kernel
308  * use appropriate read-ahead and caching techniques.  The information
309  * provided is advisory only, and can be safely disregarded by the
310  * kernel without affecting the correct operation of the application.
311  *
312  * behavior values:
313  *  MADV_NORMAL - the default behavior is to read clusters.  This
314  *              results in some read-ahead and read-behind.
315  *  MADV_RANDOM - the system should read the minimum amount of data
316  *              on any access, since it is unlikely that the appli-
317  *              cation will need more than what it asks for.
318  *  MADV_SEQUENTIAL - pages in the given range will probably be accessed
319  *              once, so they can be aggressively read ahead, and
320  *              can be freed soon after they are accessed.
321  *  MADV_WILLNEED - the application is notifying the system to read
322  *              some pages ahead.
323  *  MADV_DONTNEED - the application is finished with the given range,
324  *              so the kernel can free resources associated with it.
325  *  MADV_REMOVE - the application wants to free up the given range of
326  *              pages and associated backing store.
327  *  MADV_DONTFORK - omit this area from child's address space when forking:
328  *              typically, to avoid COWing pages pinned by get_user_pages().
329  *  MADV_DOFORK - cancel MADV_DONTFORK: no longer omit this area when forking.
330  *  MADV_MERGEABLE - the application recommends that KSM try to merge pages in
331  *              this area with pages of identical content from other such areas.
332  *  MADV_UNMERGEABLE- cancel MADV_MERGEABLE: no longer merge pages with others.
333  *
334  * return values:
335  *  zero    - success
336  *  -EINVAL - start + len < 0, start is not page-aligned,
337  *              "behavior" is not a valid value, or application
338  *              is attempting to release locked or shared pages.
339  *  -ENOMEM - addresses in the specified range are not currently
340  *              mapped, or are outside the AS of the process.
341  *  -EIO    - an I/O error occurred while paging in data.
342  *  -EBADF  - map exists, but area maps something that isn't a file.
343  *  -EAGAIN - a kernel resource was temporarily unavailable.
344  */
345 SYSCALL_DEFINE3(madvise, unsigned long, start, size_t, len_in, int, behavior)
346 {
347         unsigned long end, tmp;
348         struct vm_area_struct * vma, *prev;
349         int unmapped_error = 0;
350         int error = -EINVAL;
351         int write;
352         size_t len;
353
354 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
355         if (behavior == MADV_HWPOISON || behavior == MADV_SOFT_OFFLINE)
356                 return madvise_hwpoison(behavior, start, start+len_in);
357 #endif
358         if (!madvise_behavior_valid(behavior))
359                 return error;
360
361         write = madvise_need_mmap_write(behavior);
362         if (write)
363                 down_write(&current->mm->mmap_sem);
364         else
365                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
366
367         if (start & ~PAGE_MASK)
368                 goto out;
369         len = (len_in + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
370
371         /* Check to see whether len was rounded up from small -ve to zero */
372         if (len_in && !len)
373                 goto out;
374
375         end = start + len;
376         if (end < start)
377                 goto out;
378
379         error = 0;
380         if (end == start)
381                 goto out;
382
383         /*
384          * If the interval [start,end) covers some unmapped address
385          * ranges, just ignore them, but return -ENOMEM at the end.
386          * - different from the way of handling in mlock etc.
387          */
388         vma = find_vma_prev(current->mm, start, &prev);
389         if (vma && start > vma->vm_start)
390                 prev = vma;
391
392         for (;;) {
393                 /* Still start < end. */
394                 error = -ENOMEM;
395                 if (!vma)
396                         goto out;
397
398                 /* Here start < (end|vma->vm_end). */
399                 if (start < vma->vm_start) {
400                         unmapped_error = -ENOMEM;
401                         start = vma->vm_start;
402                         if (start >= end)
403                                 goto out;
404                 }
405
406                 /* Here vma->vm_start <= start < (end|vma->vm_end) */
407                 tmp = vma->vm_end;
408                 if (end < tmp)
409                         tmp = end;
410
411                 /* Here vma->vm_start <= start < tmp <= (end|vma->vm_end). */
412                 error = madvise_vma(vma, &prev, start, tmp, behavior);
413                 if (error)
414                         goto out;
415                 start = tmp;
416                 if (prev && start < prev->vm_end)
417                         start = prev->vm_end;
418                 error = unmapped_error;
419                 if (start >= end)
420                         goto out;
421                 if (prev)
422                         vma = prev->vm_next;
423                 else    /* madvise_remove dropped mmap_sem */
424                         vma = find_vma(current->mm, start);
425         }
426 out:
427         if (write)
428                 up_write(&current->mm->mmap_sem);
429         else
430                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
431
432         return error;
433 }