Update to 3.4-final.
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.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/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_DONTDUMP:
69                 new_flags |= VM_NODUMP;
70                 break;
71         case MADV_DODUMP:
72                 new_flags &= ~VM_NODUMP;
73                 break;
74         case MADV_MERGEABLE:
75         case MADV_UNMERGEABLE:
76                 error = ksm_madvise(vma, start, end, behavior, &new_flags);
77                 if (error)
78                         goto out;
79                 break;
80         case MADV_HUGEPAGE:
81         case MADV_NOHUGEPAGE:
82                 error = hugepage_madvise(vma, &new_flags, behavior);
83                 if (error)
84                         goto out;
85                 break;
86         }
87
88         if (new_flags == vma->vm_flags) {
89                 *prev = vma;
90                 goto out;
91         }
92
93         pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
94         *prev = vma_merge(mm, *prev, start, end, new_flags, vma->anon_vma,
95                                 vma->vm_file, pgoff, vma_policy(vma));
96         if (*prev) {
97                 vma = *prev;
98                 goto success;
99         }
100
101         *prev = vma;
102
103         if (start != vma->vm_start) {
104                 error = split_vma(mm, vma, start, 1);
105                 if (error)
106                         goto out;
107         }
108
109         if (end != vma->vm_end) {
110                 error = split_vma(mm, vma, end, 0);
111                 if (error)
112                         goto out;
113         }
114
115 success:
116         /*
117          * vm_flags is protected by the mmap_sem held in write mode.
118          */
119         vma->vm_flags = new_flags;
120
121 out:
122         if (error == -ENOMEM)
123                 error = -EAGAIN;
124         return error;
125 }
126
127 /*
128  * Schedule all required I/O operations.  Do not wait for completion.
129  */
130 static long madvise_willneed(struct vm_area_struct * vma,
131                              struct vm_area_struct ** prev,
132                              unsigned long start, unsigned long end)
133 {
134         struct file *file = vma->vm_file;
135
136         if (!file)
137                 return -EBADF;
138
139         if (file->f_mapping->a_ops->get_xip_mem) {
140                 /* no bad return value, but ignore advice */
141                 return 0;
142         }
143
144         *prev = vma;
145         start = ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
146         if (end > vma->vm_end)
147                 end = vma->vm_end;
148         end = ((end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT) + vma->vm_pgoff;
149
150         force_page_cache_readahead(file->f_mapping, file, start, end - start);
151         return 0;
152 }
153
154 /*
155  * Application no longer needs these pages.  If the pages are dirty,
156  * it's OK to just throw them away.  The app will be more careful about
157  * data it wants to keep.  Be sure to free swap resources too.  The
158  * zap_page_range call sets things up for shrink_active_list to actually free
159  * these pages later if no one else has touched them in the meantime,
160  * although we could add these pages to a global reuse list for
161  * shrink_active_list to pick up before reclaiming other pages.
162  *
163  * NB: This interface discards data rather than pushes it out to swap,
164  * as some implementations do.  This has performance implications for
165  * applications like large transactional databases which want to discard
166  * pages in anonymous maps after committing to backing store the data
167  * that was kept in them.  There is no reason to write this data out to
168  * the swap area if the application is discarding it.
169  *
170  * An interface that causes the system to free clean pages and flush
171  * dirty pages is already available as msync(MS_INVALIDATE).
172  */
173 static long madvise_dontneed(struct vm_area_struct * vma,
174                              struct vm_area_struct ** prev,
175                              unsigned long start, unsigned long end)
176 {
177         *prev = vma;
178         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_HUGETLB|VM_PFNMAP))
179                 return -EINVAL;
180
181         if (unlikely(vma->vm_flags & VM_NONLINEAR)) {
182                 struct zap_details details = {
183                         .nonlinear_vma = vma,
184                         .last_index = ULONG_MAX,
185                 };
186                 zap_page_range(vma, start, end - start, &details);
187         } else
188                 zap_page_range(vma, start, end - start, NULL);
189         return 0;
190 }
191
192 /*
193  * Application wants to free up the pages and associated backing store.
194  * This is effectively punching a hole into the middle of a file.
195  *
196  * NOTE: Currently, only shmfs/tmpfs is supported for this operation.
197  * Other filesystems return -ENOSYS.
198  */
199 static long madvise_remove(struct vm_area_struct *vma,
200                                 struct vm_area_struct **prev,
201                                 unsigned long start, unsigned long end)
202 {
203         struct address_space *mapping;
204         loff_t offset, endoff;
205         int error;
206
207         *prev = NULL;   /* tell sys_madvise we drop mmap_sem */
208
209         if (vma->vm_flags & (VM_LOCKED|VM_NONLINEAR|VM_HUGETLB))
210                 return -EINVAL;
211
212         if (!vma->vm_file || !vma->vm_file->f_mapping
213                 || !vma->vm_file->f_mapping->host) {
214                         return -EINVAL;
215         }
216
217         if ((vma->vm_flags & (VM_SHARED|VM_WRITE)) != (VM_SHARED|VM_WRITE))
218                 return -EACCES;
219
220         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
221
222         offset = (loff_t)(start - vma->vm_start)
223                         + ((loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT);
224         endoff = (loff_t)(end - vma->vm_start - 1)
225                         + ((loff_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT);
226
227         /* vmtruncate_range needs to take i_mutex */
228         up_read(&current->mm->mmap_sem);
229         error = vmtruncate_range(mapping->host, offset, endoff);
230         down_read(&current->mm->mmap_sem);
231         return error;
232 }
233
234 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
235 /*
236  * Error injection support for memory error handling.
237  */
238 static int madvise_hwpoison(int bhv, unsigned long start, unsigned long end)
239 {
240         int ret = 0;
241
242         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
243                 return -EPERM;
244         for (; start < end; start += PAGE_SIZE) {
245                 struct page *p;
246                 int ret = get_user_pages_fast(start, 1, 0, &p);
247                 if (ret != 1)
248                         return ret;
249                 if (bhv == MADV_SOFT_OFFLINE) {
250                         printk(KERN_INFO "Soft offlining page %lx at %lx\n",
251                                 page_to_pfn(p), start);
252                         ret = soft_offline_page(p, MF_COUNT_INCREASED);
253                         if (ret)
254                                 break;
255                         continue;
256                 }
257                 printk(KERN_INFO "Injecting memory failure for page %lx at %lx\n",
258                        page_to_pfn(p), start);
259                 /* Ignore return value for now */
260                 memory_failure(page_to_pfn(p), 0, MF_COUNT_INCREASED);
261         }
262         return ret;
263 }
264 #endif
265
266 static long
267 madvise_vma(struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **prev,
268                 unsigned long start, unsigned long end, int behavior)
269 {
270         switch (behavior) {
271         case MADV_REMOVE:
272                 return madvise_remove(vma, prev, start, end);
273         case MADV_WILLNEED:
274                 return madvise_willneed(vma, prev, start, end);
275         case MADV_DONTNEED:
276                 return madvise_dontneed(vma, prev, start, end);
277         default:
278                 return madvise_behavior(vma, prev, start, end, behavior);
279         }
280 }
281
282 static int
283 madvise_behavior_valid(int behavior)
284 {
285         switch (behavior) {
286         case MADV_DOFORK:
287         case MADV_DONTFORK:
288         case MADV_NORMAL:
289         case MADV_SEQUENTIAL:
290         case MADV_RANDOM:
291         case MADV_REMOVE:
292         case MADV_WILLNEED:
293         case MADV_DONTNEED:
294 #ifdef CONFIG_KSM
295         case MADV_MERGEABLE:
296         case MADV_UNMERGEABLE:
297 #endif
298 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
299         case MADV_HUGEPAGE:
300         case MADV_NOHUGEPAGE:
301 #endif
302         case MADV_DONTDUMP:
303         case MADV_DODUMP:
304                 return 1;
305
306         default:
307                 return 0;
308         }
309 }
310
311 /*
312  * The madvise(2) system call.
313  *
314  * Applications can use madvise() to advise the kernel how it should
315  * handle paging I/O in this VM area.  The idea is to help the kernel
316  * use appropriate read-ahead and caching techniques.  The information
317  * provided is advisory only, and can be safely disregarded by the
318  * kernel without affecting the correct operation of the application.
319  *
320  * behavior values:
321  *  MADV_NORMAL - the default behavior is to read clusters.  This
322  *              results in some read-ahead and read-behind.
323  *  MADV_RANDOM - the system should read the minimum amount of data
324  *              on any access, since it is unlikely that the appli-
325  *              cation will need more than what it asks for.
326  *  MADV_SEQUENTIAL - pages in the given range will probably be accessed
327  *              once, so they can be aggressively read ahead, and
328  *              can be freed soon after they are accessed.
329  *  MADV_WILLNEED - the application is notifying the system to read
330  *              some pages ahead.
331  *  MADV_DONTNEED - the application is finished with the given range,
332  *              so the kernel can free resources associated with it.
333  *  MADV_REMOVE - the application wants to free up the given range of
334  *              pages and associated backing store.
335  *  MADV_DONTFORK - omit this area from child's address space when forking:
336  *              typically, to avoid COWing pages pinned by get_user_pages().
337  *  MADV_DOFORK - cancel MADV_DONTFORK: no longer omit this area when forking.
338  *  MADV_MERGEABLE - the application recommends that KSM try to merge pages in
339  *              this area with pages of identical content from other such areas.
340  *  MADV_UNMERGEABLE- cancel MADV_MERGEABLE: no longer merge pages with others.
341  *
342  * return values:
343  *  zero    - success
344  *  -EINVAL - start + len < 0, start is not page-aligned,
345  *              "behavior" is not a valid value, or application
346  *              is attempting to release locked or shared pages.
347  *  -ENOMEM - addresses in the specified range are not currently
348  *              mapped, or are outside the AS of the process.
349  *  -EIO    - an I/O error occurred while paging in data.
350  *  -EBADF  - map exists, but area maps something that isn't a file.
351  *  -EAGAIN - a kernel resource was temporarily unavailable.
352  */
353 SYSCALL_DEFINE3(madvise, unsigned long, start, size_t, len_in, int, behavior)
354 {
355         unsigned long end, tmp;
356         struct vm_area_struct * vma, *prev;
357         int unmapped_error = 0;
358         int error = -EINVAL;
359         int write;
360         size_t len;
361
362 #ifdef CONFIG_MEMORY_FAILURE
363         if (behavior == MADV_HWPOISON || behavior == MADV_SOFT_OFFLINE)
364                 return madvise_hwpoison(behavior, start, start+len_in);
365 #endif
366         if (!madvise_behavior_valid(behavior))
367                 return error;
368
369         write = madvise_need_mmap_write(behavior);
370         if (write)
371                 down_write(&current->mm->mmap_sem);
372         else
373                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
374
375         if (start & ~PAGE_MASK)
376                 goto out;
377         len = (len_in + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
378
379         /* Check to see whether len was rounded up from small -ve to zero */
380         if (len_in && !len)
381                 goto out;
382
383         end = start + len;
384         if (end < start)
385                 goto out;
386
387         error = 0;
388         if (end == start)
389                 goto out;
390
391         /*
392          * If the interval [start,end) covers some unmapped address
393          * ranges, just ignore them, but return -ENOMEM at the end.
394          * - different from the way of handling in mlock etc.
395          */
396         vma = find_vma_prev(current->mm, start, &prev);
397         if (vma && start > vma->vm_start)
398                 prev = vma;
399
400         for (;;) {
401                 /* Still start < end. */
402                 error = -ENOMEM;
403                 if (!vma)
404                         goto out;
405
406                 /* Here start < (end|vma->vm_end). */
407                 if (start < vma->vm_start) {
408                         unmapped_error = -ENOMEM;
409                         start = vma->vm_start;
410                         if (start >= end)
411                                 goto out;
412                 }
413
414                 /* Here vma->vm_start <= start < (end|vma->vm_end) */
415                 tmp = vma->vm_end;
416                 if (end < tmp)
417                         tmp = end;
418
419                 /* Here vma->vm_start <= start < tmp <= (end|vma->vm_end). */
420                 error = madvise_vma(vma, &prev, start, tmp, behavior);
421                 if (error)
422                         goto out;
423                 start = tmp;
424                 if (prev && start < prev->vm_end)
425                         start = prev->vm_end;
426                 error = unmapped_error;
427                 if (start >= end)
428                         goto out;
429                 if (prev)
430                         vma = prev->vm_next;
431                 else    /* madvise_remove dropped mmap_sem */
432                         vma = find_vma(current->mm, start);
433         }
434 out:
435         if (write)
436                 up_write(&current->mm->mmap_sem);
437         else
438                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
439
440         return error;
441 }