mm: memcg: remove needless !mm fixup to init_mm when charging
[linux-3.10.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/falloc.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/ksm.h>
17 #include <linux/fs.h>
18 #include <linux/file.h>
19
20 /*
21  * Any behaviour which results in changes to the vma->vm_flags needs to
22  * take mmap_sem for writing. Others, which simply traverse vmas, need
23  * to only take it for reading.
24  */
25 static int madvise_need_mmap_write(int behavior)
26 {
27         switch (behavior) {
28         case MADV_REMOVE:
29         case MADV_WILLNEED:
30         case MADV_DONTNEED:
31                 return 0;
32         default:
33                 /* be safe, default to 1. list exceptions explicitly */
34                 return 1;
35         }
36 }
37
38 /*
39  * We can potentially split a vm area into separate
40  * areas, each area with its own behavior.
41  */
42 static long madvise_behavior(struct vm_area_struct * vma,
43                      struct vm_area_struct **prev,
44                      unsigned long start, unsigned long end, int behavior)
45 {
46         struct mm_struct * mm = vma->vm_mm;
47         int error = 0;
48         pgoff_t pgoff;
49         unsigned long new_flags = vma->vm_flags;
50
51         switch (behavior) {
52         case MADV_NORMAL:
53                 new_flags = new_flags & ~VM_RAND_READ & ~VM_SEQ_READ;
54                 break;
55         case MADV_SEQUENTIAL:
56                 new_flags = (new_flags & ~VM_RAND_READ) | VM_SEQ_READ;
57                 break;
58         case MADV_RANDOM:
59                 new_flags = (new_flags & ~VM_SEQ_READ) | VM_RAND_READ;
60                 break;
61         case MADV_DONTFORK:
62                 new_flags |= VM_DONTCOPY;
63                 break;
64         case MADV_DOFORK:
65                 if (vma->vm_flags & VM_IO) {
66                         error = -EINVAL;
67                         goto out;
68                 }
69                 new_flags &= ~VM_DONTCOPY;
70                 break;
71         case MADV_DONTDUMP:
72                 new_flags |= VM_NODUMP;
73                 break;
74         case MADV_DODUMP:
75                 new_flags &= ~VM_NODUMP;
76                 break;
77         case MADV_MERGEABLE:
78         case MADV_UNMERGEABLE:
79                 error = ksm_madvise(vma, start, end, behavior, &new_flags);
80                 if (error)
81                         goto out;
82                 break;
83         case MADV_HUGEPAGE:
84         case MADV_NOHUGEPAGE:
85                 error = hugepage_madvise(vma, &new_flags, behavior);
86                 if (error)
87                         goto out;
88                 break;
89         }
90
91         if (new_flags == vma->vm_flags) {
92                 *prev = vma;
93                 goto out;
94         }
95
96         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
97         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, new_flags, vma->anon_vma,
98                                 vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma));
99         if (*prev) {
100                 vma = *prev;
101                 goto success;
102         }
103
104         *prev = vma;
105
106         if (start != vma->vm_start) {
107                 error = split_vma(mm, vma, start, 1);
108                 if (error)
109                         goto out;
110         }
111
112         if (end != vma->vm_end) {
113                 error = split_vma(mm, vma, end, 0);
114                 if (error)
115                         goto out;
116         }
117
118 success:
119         /*
120          * vm_flags is protected by the mmap_sem held in write mode.
121          */
122         vma->vm_flags = new_flags;
123
124 out:
125         if (error == -ENOMEM)
126                 error = -EAGAIN;
127         return error;
128 }
129
130 /*
131  * Schedule all required I/O operations.  Do not wait for completion.
132  */
133 static long madvise_willneed(struct vm_area_struct * vma,
134                              struct vm_area_struct ** prev,
135                              unsigned long start, unsigned long end)
136 {
137         struct file *file = vma->vm_file;
138
139         if (!file)
140                 return -EBADF;
141
142         if (file->f_mapping->a_ops->get_xip_mem) {
143                 /* no bad return value, but ignore advice */
144                 return 0;
145         }
146
147         *prev = vma;
148         start = ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
149         if (end > vma->vm_end)
150                 end = vma->vm_end;
151         end = ((end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
152
153         force_page_cache_readahead(file->f_mapping, file, start, end - start);
154         return 0;
155 }
156
157 /*
158  * Application no longer needs these pages.  If the pages are dirty,
159  * it's OK to just throw them away.  The app will be more careful about
160  * data it wants to keep.  Be sure to free swap resources too.  The
161  * zap_page_range call sets things up for shrink_active_list to actually free
162  * these pages later if no one else has touched them in the meantime,
163  * although we could add these pages to a global reuse list for
164  * shrink_active_list to pick up before reclaiming other pages.
165  *
166  * NB: This interface discards data rather than pushes it out to swap,
167  * as some implementations do.  This has performance implications for
168  * applications like large transactional databases which want to discard
169  * pages in anonymous maps after committing to backing store the data
170  * that was kept in them.  There is no reason to write this data out to
171  * the swap area if the application is discarding it.
172  *
173  * An interface that causes the system to free clean pages and flush
174  * dirty pages is already available as msync(MS_INVALIDATE).
175  */
176 static long madvise_dontneed(struct vm_area_struct * vma,
177                              struct vm_area_struct ** prev,
178                              unsigned long start, unsigned long end)
179 {
180         *prev = vma;
181         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_HUGETLB|VM_PFNMAP))
182                 return -EINVAL;
183
184         if (unlikely(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
185                 struct zap_details details = {
186                         .nonlinear_vma = vma,
187                         .last_index = ULONG_MAX,
188                 };
189                 zap_page_range(vma, start, end - start, &details);
190         } else
191                 zap_page_range(vma, start, end - start, NULL);
192         return 0;
193 }
194
195 /*
196  * Application wants to free up the pages and associated backing store.
197  * This is effectively punching a hole into the middle of a file.
198  *
199  * NOTE: Currently, only shmfs/tmpfs is supported for this operation.
200  * Other filesystems return -ENOSYS.
201  */
202 static long madvise_remove(struct vm_area_struct *vma,
203                                 struct vm_area_struct **prev,
204                                 unsigned long start, unsigned long end)
205 {
206         loff_t offset;
207         int error;
208         struct file *f;
209
210         *prev = NULL;   /* tell sys_madvise we drop mmap_sem */
211
212         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_NONLINEAR|VM_HUGETLB))
213                 return -EINVAL;
214
215         f = vma->vm_file;
216
217         if (!f || !f->f_mapping || !f->f_mapping->host) {
218                         return -EINVAL;
219         }
220
221         if ((vma->vm_flags & (VM_SHARED|VM_WRITE)) != (VM_SHARED|VM_WRITE))
222                 return -EACCES;
223
224         offset = (loff_t)(start - vma->vm_start)
225                         + ((loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT);
226
227         /*
228          * Filesystem's fallocate may need to take i_mutex.  We need to
229          * explicitly grab a reference because the vma (and hence the
230          * vma's reference to the file) can go away as soon as we drop
231          * mmap_sem.
232          */
233         get_file(f);
234         up_read(&current->mm->mmap_sem);
235         error = do_fallocate(f,
236                                 FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
237                                 offset, end - start);
238         fput(f);
239         down_read(&current->mm->mmap_sem);
240         return error;
241 }
242
243 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
244 /*
245  * Error injection support for memory error handling.
246  */
247 static int madvise_hwpoison(int bhv, unsigned long start, unsigned long end)
248 {
249         int ret = 0;
250
251         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
252                 return -EPERM;
253         for (; start < end; start += PAGE_SIZE) {
254                 struct page *p;
255                 int ret = get_user_pages_fast(start, 1, 0, &p);
256                 if (ret != 1)
257                         return ret;
258                 if (bhv == MADV_SOFT_OFFLINE) {
259                         printk(KERN_INFO "Soft offlining page %lx at %lx\n",
260                                 page_to_pfn(p), start);
261                         ret = soft_offline_page(p, MF_COUNT_INCREASED);
262                         if (ret)
263                                 break;
264                         continue;
265                 }
266                 printk(KERN_INFO "Injecting memory failure for page %lx at %lx\n",
267                        page_to_pfn(p), start);
268                 /* Ignore return value for now */
269                 memory_failure(page_to_pfn(p), 0, MF_COUNT_INCREASED);
270         }
271         return ret;
272 }
273 #endif
274
275 static long
276 madvise_vma(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
277                 unsigned long start, unsigned long end, int behavior)
278 {
279         switch (behavior) {
280         case MADV_REMOVE:
281                 return madvise_remove(vma, prev, start, end);
282         case MADV_WILLNEED:
283                 return madvise_willneed(vma, prev, start, end);
284         case MADV_DONTNEED:
285                 return madvise_dontneed(vma, prev, start, end);
286         default:
287                 return madvise_behavior(vma, prev, start, end, behavior);
288         }
289 }
290
291 static int
292 madvise_behavior_valid(int behavior)
293 {
294         switch (behavior) {
295         case MADV_DOFORK:
296         case MADV_DONTFORK:
297         case MADV_NORMAL:
298         case MADV_SEQUENTIAL:
299         case MADV_RANDOM:
300         case MADV_REMOVE:
301         case MADV_WILLNEED:
302         case MADV_DONTNEED:
303 #ifdef CONFIG_KSM
304         case MADV_MERGEABLE:
305         case MADV_UNMERGEABLE:
306 #endif
307 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
308         case MADV_HUGEPAGE:
309         case MADV_NOHUGEPAGE:
310 #endif
311         case MADV_DONTDUMP:
312         case MADV_DODUMP:
313                 return 1;
314
315         default:
316                 return 0;
317         }
318 }
319
320 /*
321  * The madvise(2) system call.
322  *
323  * Applications can use madvise() to advise the kernel how it should
324  * handle paging I/O in this VM area.  The idea is to help the kernel
325  * use appropriate read-ahead and caching techniques.  The information
326  * provided is advisory only, and can be safely disregarded by the
327  * kernel without affecting the correct operation of the application.
328  *
329  * behavior values:
330  *  MADV_NORMAL - the default behavior is to read clusters.  This
331  *              results in some read-ahead and read-behind.
332  *  MADV_RANDOM - the system should read the minimum amount of data
333  *              on any access, since it is unlikely that the appli-
334  *              cation will need more than what it asks for.
335  *  MADV_SEQUENTIAL - pages in the given range will probably be accessed
336  *              once, so they can be aggressively read ahead, and
337  *              can be freed soon after they are accessed.
338  *  MADV_WILLNEED - the application is notifying the system to read
339  *              some pages ahead.
340  *  MADV_DONTNEED - the application is finished with the given range,
341  *              so the kernel can free resources associated with it.
342  *  MADV_REMOVE - the application wants to free up the given range of
343  *              pages and associated backing store.
344  *  MADV_DONTFORK - omit this area from child's address space when forking:
345  *              typically, to avoid COWing pages pinned by get_user_pages().
346  *  MADV_DOFORK - cancel MADV_DONTFORK: no longer omit this area when forking.
347  *  MADV_MERGEABLE - the application recommends that KSM try to merge pages in
348  *              this area with pages of identical content from other such areas.
349  *  MADV_UNMERGEABLE- cancel MADV_MERGEABLE: no longer merge pages with others.
350  *
351  * return values:
352  *  zero    - success
353  *  -EINVAL - start + len < 0, start is not page-aligned,
354  *              "behavior" is not a valid value, or application
355  *              is attempting to release locked or shared pages.
356  *  -ENOMEM - addresses in the specified range are not currently
357  *              mapped, or are outside the AS of the process.
358  *  -EIO    - an I/O error occurred while paging in data.
359  *  -EBADF  - map exists, but area maps something that isn't a file.
360  *  -EAGAIN - a kernel resource was temporarily unavailable.
361  */
362 SYSCALL_DEFINE3(madvise, unsigned long, start, size_t, len_in, int, behavior)
363 {
364         unsigned long end, tmp;
365         struct vm_area_struct * vma, *prev;
366         int unmapped_error = 0;
367         int error = -EINVAL;
368         int write;
369         size_t len;
370
371 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
372         if (behavior == MADV_HWPOISON || behavior == MADV_SOFT_OFFLINE)
373                 return madvise_hwpoison(behavior, start, start+len_in);
374 #endif
375         if (!madvise_behavior_valid(behavior))
376                 return error;
377
378         write = madvise_need_mmap_write(behavior);
379         if (write)
380                 down_write(&current->mm->mmap_sem);
381         else
382                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
383
384         if (start & ~PAGE_MASK)
385                 goto out;
386         len = (len_in + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
387
388         /* Check to see whether len was rounded up from small -ve to zero */
389         if (len_in && !len)
390                 goto out;
391
392         end = start + len;
393         if (end < start)
394                 goto out;
395
396         error = 0;
397         if (end == start)
398                 goto out;
399
400         /*
401          * If the interval [start,end) covers some unmapped address
402          * ranges, just ignore them, but return -ENOMEM at the end.
403          * - different from the way of handling in mlock etc.
404          */
405         vma = find_vma_prev(current->mm, start, &prev);
406         if (vma && start > vma->vm_start)
407                 prev = vma;
408
409         for (;;) {
410                 /* Still start < end. */
411                 error = -ENOMEM;
412                 if (!vma)
413                         goto out;
414
415                 /* Here start < (end|vma->vm_end). */
416                 if (start < vma->vm_start) {
417                         unmapped_error = -ENOMEM;
418                         start = vma->vm_start;
419                         if (start >= end)
420                                 goto out;
421                 }
422
423                 /* Here vma->vm_start <= start < (end|vma->vm_end) */
424                 tmp = vma->vm_end;
425                 if (end < tmp)
426                         tmp = end;
427
428                 /* Here vma->vm_start <= start < tmp <= (end|vma->vm_end). */
429                 error = madvise_vma(vma, &prev, start, tmp, behavior);
430                 if (error)
431                         goto out;
432                 start = tmp;
433                 if (prev && start < prev->vm_end)
434                         start = prev->vm_end;
435                 error = unmapped_error;
436                 if (start >= end)
437                         goto out;
438                 if (prev)
439                         vma = prev->vm_next;
440                 else    /* madvise_remove dropped mmap_sem */
441                         vma = find_vma(current->mm, start);
442         }
443 out:
444         if (write)
445                 up_write(&current->mm->mmap_sem);
446         else
447                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
448
449         return error;
450 }