[PATCH] madvise: merge the maps
[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/hugetlb.h>
13
14 /*
15  * We can potentially split a vm area into separate
16  * areas, each area with its own behavior.
17  */
18 static long madvise_behavior(struct vm_area_struct * vma,
19                      struct vm_area_struct **prev,
20                      unsigned long start, unsigned long end, int behavior)
21 {
22         struct mm_struct * mm = vma->vm_mm;
23         int error = 0;
24         pgoff_t pgoff;
25         int new_flags = vma->vm_flags & ~VM_READHINTMASK;
26
27         switch (behavior) {
28         case MADV_SEQUENTIAL:
29                 new_flags |= VM_SEQ_READ;
30                 break;
31         case MADV_RANDOM:
32                 new_flags |= VM_RAND_READ;
33                 break;
34         default:
35                 break;
36         }
37
38         if (new_flags == vma->vm_flags) {
39                 *prev = vma;
40                 goto success;
41         }
42
43         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
44         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, new_flags, vma->anon_vma,
45                                 vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma));
46         if (*prev) {
47                 vma = *prev;
48                 goto success;
49         }
50
51         *prev = vma;
52
53         if (start != vma->vm_start) {
54                 error = split_vma(mm, vma, start, 1);
55                 if (error)
56                         goto out;
57         }
58
59         if (end != vma->vm_end) {
60                 error = split_vma(mm, vma, end, 0);
61                 if (error)
62                         goto out;
63         }
64
65         /*
66          * vm_flags is protected by the mmap_sem held in write mode.
67          */
68         VM_ClearReadHint(vma);
69         vma->vm_flags = new_flags;
70
71 out:
72         if (error == -ENOMEM)
73                 error = -EAGAIN;
74 success:
75         return error;
76 }
77
78 /*
79  * Schedule all required I/O operations.  Do not wait for completion.
80  */
81 static long madvise_willneed(struct vm_area_struct * vma,
82                              struct vm_area_struct ** prev,
83                              unsigned long start, unsigned long end)
84 {
85         struct file *file = vma->vm_file;
86
87         if (!file)
88                 return -EBADF;
89
90         *prev = vma;
91         start = ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
92         if (end > vma->vm_end)
93                 end = vma->vm_end;
94         end = ((end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
95
96         force_page_cache_readahead(file->f_mapping,
97                         file, start, max_sane_readahead(end - start));
98         return 0;
99 }
100
101 /*
102  * Application no longer needs these pages.  If the pages are dirty,
103  * it's OK to just throw them away.  The app will be more careful about
104  * data it wants to keep.  Be sure to free swap resources too.  The
105  * zap_page_range call sets things up for refill_inactive to actually free
106  * these pages later if no one else has touched them in the meantime,
107  * although we could add these pages to a global reuse list for
108  * refill_inactive to pick up before reclaiming other pages.
109  *
110  * NB: This interface discards data rather than pushes it out to swap,
111  * as some implementations do.  This has performance implications for
112  * applications like large transactional databases which want to discard
113  * pages in anonymous maps after committing to backing store the data
114  * that was kept in them.  There is no reason to write this data out to
115  * the swap area if the application is discarding it.
116  *
117  * An interface that causes the system to free clean pages and flush
118  * dirty pages is already available as msync(MS_INVALIDATE).
119  */
120 static long madvise_dontneed(struct vm_area_struct * vma,
121                              struct vm_area_struct ** prev,
122                              unsigned long start, unsigned long end)
123 {
124         *prev = vma;
125         if ((vma->vm_flags & VM_LOCKED) || is_vm_hugetlb_page(vma))
126                 return -EINVAL;
127
128         if (unlikely(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
129                 struct zap_details details = {
130                         .nonlinear_vma = vma,
131                         .last_index = ULONG_MAX,
132                 };
133                 zap_page_range(vma, start, end - start, &details);
134         } else
135                 zap_page_range(vma, start, end - start, NULL);
136         return 0;
137 }
138
139 static long madvise_vma(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
140                         unsigned long start, unsigned long end, int behavior)
141 {
142         long error = -EBADF;
143
144         switch (behavior) {
145         case MADV_NORMAL:
146         case MADV_SEQUENTIAL:
147         case MADV_RANDOM:
148                 error = madvise_behavior(vma, prev, start, end, behavior);
149                 break;
150
151         case MADV_WILLNEED:
152                 error = madvise_willneed(vma, prev, start, end);
153                 break;
154
155         case MADV_DONTNEED:
156                 error = madvise_dontneed(vma, prev, start, end);
157                 break;
158
159         default:
160                 error = -EINVAL;
161                 break;
162         }
163                 
164         return error;
165 }
166
167 /*
168  * The madvise(2) system call.
169  *
170  * Applications can use madvise() to advise the kernel how it should
171  * handle paging I/O in this VM area.  The idea is to help the kernel
172  * use appropriate read-ahead and caching techniques.  The information
173  * provided is advisory only, and can be safely disregarded by the
174  * kernel without affecting the correct operation of the application.
175  *
176  * behavior values:
177  *  MADV_NORMAL - the default behavior is to read clusters.  This
178  *              results in some read-ahead and read-behind.
179  *  MADV_RANDOM - the system should read the minimum amount of data
180  *              on any access, since it is unlikely that the appli-
181  *              cation will need more than what it asks for.
182  *  MADV_SEQUENTIAL - pages in the given range will probably be accessed
183  *              once, so they can be aggressively read ahead, and
184  *              can be freed soon after they are accessed.
185  *  MADV_WILLNEED - the application is notifying the system to read
186  *              some pages ahead.
187  *  MADV_DONTNEED - the application is finished with the given range,
188  *              so the kernel can free resources associated with it.
189  *
190  * return values:
191  *  zero    - success
192  *  -EINVAL - start + len < 0, start is not page-aligned,
193  *              "behavior" is not a valid value, or application
194  *              is attempting to release locked or shared pages.
195  *  -ENOMEM - addresses in the specified range are not currently
196  *              mapped, or are outside the AS of the process.
197  *  -EIO    - an I/O error occurred while paging in data.
198  *  -EBADF  - map exists, but area maps something that isn't a file.
199  *  -EAGAIN - a kernel resource was temporarily unavailable.
200  */
201 asmlinkage long sys_madvise(unsigned long start, size_t len_in, int behavior)
202 {
203         unsigned long end, tmp;
204         struct vm_area_struct * vma, *prev;
205         int unmapped_error = 0;
206         int error = -EINVAL;
207         size_t len;
208
209         down_write(&current->mm->mmap_sem);
210
211         if (start & ~PAGE_MASK)
212                 goto out;
213         len = (len_in + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
214
215         /* Check to see whether len was rounded up from small -ve to zero */
216         if (len_in && !len)
217                 goto out;
218
219         end = start + len;
220         if (end < start)
221                 goto out;
222
223         error = 0;
224         if (end == start)
225                 goto out;
226
227         /*
228          * If the interval [start,end) covers some unmapped address
229          * ranges, just ignore them, but return -ENOMEM at the end.
230          * - different from the way of handling in mlock etc.
231          */
232         vma = find_vma_prev(current->mm, start, &prev);
233         if (!vma && prev)
234                 vma = prev->vm_next;
235         for (;;) {
236                 /* Still start < end. */
237                 error = -ENOMEM;
238                 if (!vma)
239                         goto out;
240
241                 /* Here start < (end|vma->vm_end). */
242                 if (start < vma->vm_start) {
243                         unmapped_error = -ENOMEM;
244                         start = vma->vm_start;
245                         if (start >= end)
246                                 goto out;
247                 }
248
249                 /* Here vma->vm_start <= start < (end|vma->vm_end) */
250                 tmp = vma->vm_end;
251                 if (end < tmp)
252                         tmp = end;
253
254                 /* Here vma->vm_start <= start < tmp <= (end|vma->vm_end). */
255                 error = madvise_vma(vma, &prev, start, tmp, behavior);
256                 if (error)
257                         goto out;
258                 start = tmp;
259                 if (start < prev->vm_end)
260                         start = prev->vm_end;
261                 error = unmapped_error;
262                 if (start >= end)
263                         goto out;
264                 vma = prev->vm_next;
265         }
266 out:
267         up_write(&current->mm->mmap_sem);
268         return error;
269 }