[PATCH] holepunch: fix mmap_sem i_mutex deadlock
[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;
26
27         switch (behavior) {
28         case MADV_NORMAL:
29                 new_flags = new_flags & ~VM_RAND_READ & ~VM_SEQ_READ;
30                 break;
31         case MADV_SEQUENTIAL:
32                 new_flags = (new_flags & ~VM_RAND_READ) | VM_SEQ_READ;
33                 break;
34         case MADV_RANDOM:
35                 new_flags = (new_flags & ~VM_SEQ_READ) | VM_RAND_READ;
36                 break;
37         case MADV_DONTFORK:
38                 new_flags |= VM_DONTCOPY;
39                 break;
40         case MADV_DOFORK:
41                 new_flags &= ~VM_DONTCOPY;
42                 break;
43         }
44
45         if (new_flags == vma->vm_flags) {
46                 *prev = vma;
47                 goto out;
48         }
49
50         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
51         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, new_flags, vma->anon_vma,
52                                 vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma));
53         if (*prev) {
54                 vma = *prev;
55                 goto success;
56         }
57
58         *prev = vma;
59
60         if (start != vma->vm_start) {
61                 error = split_vma(mm, vma, start, 1);
62                 if (error)
63                         goto out;
64         }
65
66         if (end != vma->vm_end) {
67                 error = split_vma(mm, vma, end, 0);
68                 if (error)
69                         goto out;
70         }
71
72 success:
73         /*
74          * vm_flags is protected by the mmap_sem held in write mode.
75          */
76         vma->vm_flags = new_flags;
77
78 out:
79         if (error == -ENOMEM)
80                 error = -EAGAIN;
81         return error;
82 }
83
84 /*
85  * Schedule all required I/O operations.  Do not wait for completion.
86  */
87 static long madvise_willneed(struct vm_area_struct * vma,
88                              struct vm_area_struct ** prev,
89                              unsigned long start, unsigned long end)
90 {
91         struct file *file = vma->vm_file;
92
93         if (!file)
94                 return -EBADF;
95
96         if (file->f_mapping->a_ops->get_xip_page) {
97                 /* no bad return value, but ignore advice */
98                 return 0;
99         }
100
101         *prev = vma;
102         start = ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
103         if (end > vma->vm_end)
104                 end = vma->vm_end;
105         end = ((end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
106
107         force_page_cache_readahead(file->f_mapping,
108                         file, start, max_sane_readahead(end - start));
109         return 0;
110 }
111
112 /*
113  * Application no longer needs these pages.  If the pages are dirty,
114  * it's OK to just throw them away.  The app will be more careful about
115  * data it wants to keep.  Be sure to free swap resources too.  The
116  * zap_page_range call sets things up for refill_inactive to actually free
117  * these pages later if no one else has touched them in the meantime,
118  * although we could add these pages to a global reuse list for
119  * refill_inactive to pick up before reclaiming other pages.
120  *
121  * NB: This interface discards data rather than pushes it out to swap,
122  * as some implementations do.  This has performance implications for
123  * applications like large transactional databases which want to discard
124  * pages in anonymous maps after committing to backing store the data
125  * that was kept in them.  There is no reason to write this data out to
126  * the swap area if the application is discarding it.
127  *
128  * An interface that causes the system to free clean pages and flush
129  * dirty pages is already available as msync(MS_INVALIDATE).
130  */
131 static long madvise_dontneed(struct vm_area_struct * vma,
132                              struct vm_area_struct ** prev,
133                              unsigned long start, unsigned long end)
134 {
135         *prev = vma;
136         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_HUGETLB|VM_PFNMAP))
137                 return -EINVAL;
138
139         if (unlikely(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
140                 struct zap_details details = {
141                         .nonlinear_vma = vma,
142                         .last_index = ULONG_MAX,
143                 };
144                 zap_page_range(vma, start, end - start, &details);
145         } else
146                 zap_page_range(vma, start, end - start, NULL);
147         return 0;
148 }
149
150 /*
151  * Application wants to free up the pages and associated backing store.
152  * This is effectively punching a hole into the middle of a file.
153  *
154  * NOTE: Currently, only shmfs/tmpfs is supported for this operation.
155  * Other filesystems return -ENOSYS.
156  */
157 static long madvise_remove(struct vm_area_struct *vma,
158                                 struct vm_area_struct **prev,
159                                 unsigned long start, unsigned long end)
160 {
161         struct address_space *mapping;
162         loff_t offset, endoff;
163         int error;
164
165         *prev = NULL;   /* tell sys_madvise we drop mmap_sem */
166
167         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_NONLINEAR|VM_HUGETLB))
168                 return -EINVAL;
169
170         if (!vma->vm_file || !vma->vm_file->f_mapping
171                 || !vma->vm_file->f_mapping->host) {
172                         return -EINVAL;
173         }
174
175         if ((vma->vm_flags & (VM_SHARED|VM_WRITE)) != (VM_SHARED|VM_WRITE))
176                 return -EACCES;
177
178         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
179
180         offset = (loff_t)(start - vma->vm_start)
181                         + ((loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT);
182         endoff = (loff_t)(end - vma->vm_start - 1)
183                         + ((loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT);
184
185         /* vmtruncate_range needs to take i_mutex and i_alloc_sem */
186         up_write(&current->mm->mmap_sem);
187         error = vmtruncate_range(mapping->host, offset, endoff);
188         down_write(&current->mm->mmap_sem);
189         return error;
190 }
191
192 static long
193 madvise_vma(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
194                 unsigned long start, unsigned long end, int behavior)
195 {
196         long error;
197
198         switch (behavior) {
199         case MADV_DOFORK:
200                 if (vma->vm_flags & VM_IO) {
201                         error = -EINVAL;
202                         break;
203                 }
204         case MADV_DONTFORK:
205         case MADV_NORMAL:
206         case MADV_SEQUENTIAL:
207         case MADV_RANDOM:
208                 error = madvise_behavior(vma, prev, start, end, behavior);
209                 break;
210         case MADV_REMOVE:
211                 error = madvise_remove(vma, prev, start, end);
212                 break;
213
214         case MADV_WILLNEED:
215                 error = madvise_willneed(vma, prev, start, end);
216                 break;
217
218         case MADV_DONTNEED:
219                 error = madvise_dontneed(vma, prev, start, end);
220                 break;
221
222         default:
223                 error = -EINVAL;
224                 break;
225         }
226         return error;
227 }
228
229 /*
230  * The madvise(2) system call.
231  *
232  * Applications can use madvise() to advise the kernel how it should
233  * handle paging I/O in this VM area.  The idea is to help the kernel
234  * use appropriate read-ahead and caching techniques.  The information
235  * provided is advisory only, and can be safely disregarded by the
236  * kernel without affecting the correct operation of the application.
237  *
238  * behavior values:
239  *  MADV_NORMAL - the default behavior is to read clusters.  This
240  *              results in some read-ahead and read-behind.
241  *  MADV_RANDOM - the system should read the minimum amount of data
242  *              on any access, since it is unlikely that the appli-
243  *              cation will need more than what it asks for.
244  *  MADV_SEQUENTIAL - pages in the given range will probably be accessed
245  *              once, so they can be aggressively read ahead, and
246  *              can be freed soon after they are accessed.
247  *  MADV_WILLNEED - the application is notifying the system to read
248  *              some pages ahead.
249  *  MADV_DONTNEED - the application is finished with the given range,
250  *              so the kernel can free resources associated with it.
251  *  MADV_REMOVE - the application wants to free up the given range of
252  *              pages and associated backing store.
253  *
254  * return values:
255  *  zero    - success
256  *  -EINVAL - start + len < 0, start is not page-aligned,
257  *              "behavior" is not a valid value, or application
258  *              is attempting to release locked or shared pages.
259  *  -ENOMEM - addresses in the specified range are not currently
260  *              mapped, or are outside the AS of the process.
261  *  -EIO    - an I/O error occurred while paging in data.
262  *  -EBADF  - map exists, but area maps something that isn't a file.
263  *  -EAGAIN - a kernel resource was temporarily unavailable.
264  */
265 asmlinkage long sys_madvise(unsigned long start, size_t len_in, int behavior)
266 {
267         unsigned long end, tmp;
268         struct vm_area_struct * vma, *prev;
269         int unmapped_error = 0;
270         int error = -EINVAL;
271         size_t len;
272
273         down_write(&current->mm->mmap_sem);
274
275         if (start & ~PAGE_MASK)
276                 goto out;
277         len = (len_in + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
278
279         /* Check to see whether len was rounded up from small -ve to zero */
280         if (len_in && !len)
281                 goto out;
282
283         end = start + len;
284         if (end < start)
285                 goto out;
286
287         error = 0;
288         if (end == start)
289                 goto out;
290
291         /*
292          * If the interval [start,end) covers some unmapped address
293          * ranges, just ignore them, but return -ENOMEM at the end.
294          * - different from the way of handling in mlock etc.
295          */
296         vma = find_vma_prev(current->mm, start, &prev);
297         if (vma && start > vma->vm_start)
298                 prev = vma;
299
300         for (;;) {
301                 /* Still start < end. */
302                 error = -ENOMEM;
303                 if (!vma)
304                         goto out;
305
306                 /* Here start < (end|vma->vm_end). */
307                 if (start < vma->vm_start) {
308                         unmapped_error = -ENOMEM;
309                         start = vma->vm_start;
310                         if (start >= end)
311                                 goto out;
312                 }
313
314                 /* Here vma->vm_start <= start < (end|vma->vm_end) */
315                 tmp = vma->vm_end;
316                 if (end < tmp)
317                         tmp = end;
318
319                 /* Here vma->vm_start <= start < tmp <= (end|vma->vm_end). */
320                 error = madvise_vma(vma, &prev, start, tmp, behavior);
321                 if (error)
322                         goto out;
323                 start = tmp;
324                 if (prev && start < prev->vm_end)
325                         start = prev->vm_end;
326                 error = unmapped_error;
327                 if (start >= end)
328                         goto out;
329                 if (prev)
330                         vma = prev->vm_next;
331                 else    /* madvise_remove dropped mmap_sem */
332                         vma = find_vma(current->mm, start);
333         }
334 out:
335         up_write(&current->mm->mmap_sem);
336         return error;
337 }