mm: fix mbind vma merge problem
[linux-2.6.git] / mm / prio_tree.c
1 /*
2  * mm/prio_tree.c - priority search tree for mapping->i_mmap
3  *
4  * Copyright (C) 2004, Rajesh Venkatasubramanian <vrajesh@umich.edu>
5  *
6  * This file is released under the GPL v2.
7  *
8  * Based on the radix priority search tree proposed by Edward M. McCreight
9  * SIAM Journal of Computing, vol. 14, no.2, pages 257-276, May 1985
10  *
11  * 02Feb2004    Initial version
12  */
13
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/prio_tree.h>
16
17 /*
18  * See lib/prio_tree.c for details on the general radix priority search tree
19  * code.
20  */
21
22 /*
23  * The following #defines are mirrored from lib/prio_tree.c. They're only used
24  * for debugging, and should be removed (along with the debugging code using
25  * them) when switching also VMAs to the regular prio_tree code.
26  */
27
28 #define RADIX_INDEX(vma)  ((vma)->vm_pgoff)
29 #define VMA_SIZE(vma)     (((vma)->vm_end - (vma)->vm_start) >> PAGE_SHIFT)
30 /* avoid overflow */
31 #define HEAP_INDEX(vma)   ((vma)->vm_pgoff + (VMA_SIZE(vma) - 1))
32
33 /*
34  * Radix priority search tree for address_space->i_mmap
35  *
36  * For each vma that map a unique set of file pages i.e., unique [radix_index,
37  * heap_index] value, we have a corresponding priority search tree node. If
38  * multiple vmas have identical [radix_index, heap_index] value, then one of
39  * them is used as a tree node and others are stored in a vm_set list. The tree
40  * node points to the first vma (head) of the list using vm_set.head.
41  *
42  * prio_tree_root
43  *      |
44  *      A       vm_set.head
45  *     / \      /
46  *    L   R -> H-I-J-K-M-N-O-P-Q-S
47  *    ^   ^    <-- vm_set.list -->
48  *  tree nodes
49  *
50  * We need some way to identify whether a vma is a tree node, head of a vm_set
51  * list, or just a member of a vm_set list. We cannot use vm_flags to store
52  * such information. The reason is, in the above figure, it is possible that
53  * vm_flags' of R and H are covered by the different mmap_sems. When R is
54  * removed under R->mmap_sem, H replaces R as a tree node. Since we do not hold
55  * H->mmap_sem, we cannot use H->vm_flags for marking that H is a tree node now.
56  * That's why some trick involving shared.vm_set.parent is used for identifying
57  * tree nodes and list head nodes.
58  *
59  * vma radix priority search tree node rules:
60  *
61  * vma->shared.vm_set.parent != NULL    ==> a tree node
62  *      vma->shared.vm_set.head != NULL ==> list of others mapping same range
63  *      vma->shared.vm_set.head == NULL ==> no others map the same range
64  *
65  * vma->shared.vm_set.parent == NULL
66  *      vma->shared.vm_set.head != NULL ==> list head of vmas mapping same range
67  *      vma->shared.vm_set.head == NULL ==> a list node
68  */
69
70 /*
71  * Add a new vma known to map the same set of pages as the old vma:
72  * useful for fork's dup_mmap as well as vma_prio_tree_insert below.
73  * Note that it just happens to work correctly on i_mmap_nonlinear too.
74  */
75 void vma_prio_tree_add(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct *old)
76 {
77         /* Leave these BUG_ONs till prio_tree patch stabilizes */
78         BUG_ON(RADIX_INDEX(vma) != RADIX_INDEX(old));
79         BUG_ON(HEAP_INDEX(vma) != HEAP_INDEX(old));
80
81         vma->shared.vm_set.head = NULL;
82         vma->shared.vm_set.parent = NULL;
83
84         if (!old->shared.vm_set.parent)
85                 list_add(&vma->shared.vm_set.list,
86                                 &old->shared.vm_set.list);
87         else if (old->shared.vm_set.head)
88                 list_add_tail(&vma->shared.vm_set.list,
89                                 &old->shared.vm_set.head->shared.vm_set.list);
90         else {
91                 INIT_LIST_HEAD(&vma->shared.vm_set.list);
92                 vma->shared.vm_set.head = old;
93                 old->shared.vm_set.head = vma;
94         }
95 }
96
97 void vma_prio_tree_insert(struct vm_area_struct *vma,
98                           struct prio_tree_root *root)
99 {
100         struct prio_tree_node *ptr;
101         struct vm_area_struct *old;
102
103         vma->shared.vm_set.head = NULL;
104
105         ptr = raw_prio_tree_insert(root, &vma->shared.prio_tree_node);
106         if (ptr != (struct prio_tree_node *) &vma->shared.prio_tree_node) {
107                 old = prio_tree_entry(ptr, struct vm_area_struct,
108                                         shared.prio_tree_node);
109                 vma_prio_tree_add(vma, old);
110         }
111 }
112
113 void vma_prio_tree_remove(struct vm_area_struct *vma,
114                           struct prio_tree_root *root)
115 {
116         struct vm_area_struct *node, *head, *new_head;
117
118         if (!vma->shared.vm_set.head) {
119                 if (!vma->shared.vm_set.parent)
120                         list_del_init(&vma->shared.vm_set.list);
121                 else
122                         raw_prio_tree_remove(root, &vma->shared.prio_tree_node);
123         } else {
124                 /* Leave this BUG_ON till prio_tree patch stabilizes */
125                 BUG_ON(vma->shared.vm_set.head->shared.vm_set.head != vma);
126                 if (vma->shared.vm_set.parent) {
127                         head = vma->shared.vm_set.head;
128                         if (!list_empty(&head->shared.vm_set.list)) {
129                                 new_head = list_entry(
130                                         head->shared.vm_set.list.next,
131                                         struct vm_area_struct,
132                                         shared.vm_set.list);
133                                 list_del_init(&head->shared.vm_set.list);
134                         } else
135                                 new_head = NULL;
136
137                         raw_prio_tree_replace(root, &vma->shared.prio_tree_node,
138                                         &head->shared.prio_tree_node);
139                         head->shared.vm_set.head = new_head;
140                         if (new_head)
141                                 new_head->shared.vm_set.head = head;
142
143                 } else {
144                         node = vma->shared.vm_set.head;
145                         if (!list_empty(&vma->shared.vm_set.list)) {
146                                 new_head = list_entry(
147                                         vma->shared.vm_set.list.next,
148                                         struct vm_area_struct,
149                                         shared.vm_set.list);
150                                 list_del_init(&vma->shared.vm_set.list);
151                                 node->shared.vm_set.head = new_head;
152                                 new_head->shared.vm_set.head = node;
153                         } else
154                                 node->shared.vm_set.head = NULL;
155                 }
156         }
157 }
158
159 /*
160  * Helper function to enumerate vmas that map a given file page or a set of
161  * contiguous file pages. The function returns vmas that at least map a single
162  * page in the given range of contiguous file pages.
163  */
164 struct vm_area_struct *vma_prio_tree_next(struct vm_area_struct *vma,
165                                         struct prio_tree_iter *iter)
166 {
167         struct prio_tree_node *ptr;
168         struct vm_area_struct *next;
169
170         if (!vma) {
171                 /*
172                  * First call is with NULL vma
173                  */
174                 ptr = prio_tree_next(iter);
175                 if (ptr) {
176                         next = prio_tree_entry(ptr, struct vm_area_struct,
177                                                 shared.prio_tree_node);
178                         prefetch(next->shared.vm_set.head);
179                         return next;
180                 } else
181                         return NULL;
182         }
183
184         if (vma->shared.vm_set.parent) {
185                 if (vma->shared.vm_set.head) {
186                         next = vma->shared.vm_set.head;
187                         prefetch(next->shared.vm_set.list.next);
188                         return next;
189                 }
190         } else {
191                 next = list_entry(vma->shared.vm_set.list.next,
192                                 struct vm_area_struct, shared.vm_set.list);
193                 if (!next->shared.vm_set.head) {
194                         prefetch(next->shared.vm_set.list.next);
195                         return next;
196                 }
197         }
198
199         ptr = prio_tree_next(iter);
200         if (ptr) {
201                 next = prio_tree_entry(ptr, struct vm_area_struct,
202                                         shared.prio_tree_node);
203                 prefetch(next->shared.vm_set.head);
204                 return next;
205         } else
206                 return NULL;
207 }