mm/mempolicy.c: fix pgoff in mbind vma merge
[pandora-kernel.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/module.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96 #include <linux/random.h>
97
98 #include "internal.h"
99
100 /* Internal flags */
101 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
102 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
461                                 unsigned long flags);
462
463 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
464 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
465                 unsigned long addr, unsigned long end,
466                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
467                 void *private)
468 {
469         pte_t *orig_pte;
470         pte_t *pte;
471         spinlock_t *ptl;
472
473         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
474         do {
475                 struct page *page;
476                 int nid;
477
478                 if (!pte_present(*pte))
479                         continue;
480                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
481                 if (!page)
482                         continue;
483                 /*
484                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
485                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
486                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
487                  */
488                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
489                         continue;
490                 nid = page_to_nid(page);
491                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
492                         continue;
493
494                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
495                         migrate_page_add(page, private, flags);
496                 else
497                         break;
498         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
499         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
500         return addr != end;
501 }
502
503 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
504                 unsigned long addr, unsigned long end,
505                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
506                 void *private)
507 {
508         pmd_t *pmd;
509         unsigned long next;
510
511         pmd = pmd_offset(pud, addr);
512         do {
513                 next = pmd_addr_end(addr, end);
514                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
515                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
516                         continue;
517                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
518                                     flags, private))
519                         return -EIO;
520         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
521         return 0;
522 }
523
524 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
525                 unsigned long addr, unsigned long end,
526                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
527                 void *private)
528 {
529         pud_t *pud;
530         unsigned long next;
531
532         pud = pud_offset(pgd, addr);
533         do {
534                 next = pud_addr_end(addr, end);
535                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
536                         continue;
537                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
538                                     flags, private))
539                         return -EIO;
540         } while (pud++, addr = next, addr != end);
541         return 0;
542 }
543
544 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
545                 unsigned long addr, unsigned long end,
546                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
547                 void *private)
548 {
549         pgd_t *pgd;
550         unsigned long next;
551
552         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
553         do {
554                 next = pgd_addr_end(addr, end);
555                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
556                         continue;
557                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
558                                     flags, private))
559                         return -EIO;
560         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
566  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
567  * put them on the pagelist.
568  */
569 static struct vm_area_struct *
570 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
571                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
572 {
573         int err;
574         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
575
576
577         first = find_vma(mm, start);
578         if (!first)
579                 return ERR_PTR(-EFAULT);
580         prev = NULL;
581         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
582                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
583                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
584                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
585                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                 }
588                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
589                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
590                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
591                                 vma_migratable(vma)))) {
592                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
593
594                         if (endvma > end)
595                                 endvma = end;
596                         if (vma->vm_start > start)
597                                 start = vma->vm_start;
598                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
599                                                 flags, private);
600                         if (err) {
601                                 first = ERR_PTR(err);
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 prev = vma;
606         }
607         return first;
608 }
609
610 /* Apply policy to a single VMA */
611 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
612 {
613         int err = 0;
614         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
615
616         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
617                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
618                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
619                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
620
621         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
622                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
623         if (!err) {
624                 mpol_get(new);
625                 vma->vm_policy = new;
626                 mpol_put(old);
627         }
628         return err;
629 }
630
631 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
632 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
633                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
634 {
635         struct vm_area_struct *next;
636         struct vm_area_struct *prev;
637         struct vm_area_struct *vma;
638         int err = 0;
639         unsigned long vmstart;
640         unsigned long vmend;
641
642         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
643         if (!vma || vma->vm_start > start)
644                 return -EFAULT;
645
646         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
647                 next = vma->vm_next;
648                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
649                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
650
651                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
652                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, vma->vm_pgoff,
653                                   new_pol);
654                 if (prev) {
655                         vma = prev;
656                         next = vma->vm_next;
657                         continue;
658                 }
659                 if (vma->vm_start != vmstart) {
660                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
661                         if (err)
662                                 goto out;
663                 }
664                 if (vma->vm_end != vmend) {
665                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
666                         if (err)
667                                 goto out;
668                 }
669                 err = policy_vma(vma, new_pol);
670                 if (err)
671                         goto out;
672         }
673
674  out:
675         return err;
676 }
677
678 /*
679  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
680  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
681  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
682  *
683  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
684  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
685  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
686  *
687  * The above limitation is why this routine has the funny name
688  * mpol_fix_fork_child_flag().
689  *
690  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
691  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
692  * for use within this file.
693  */
694
695 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
696 {
697         if (p->mempolicy)
698                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
699         else
700                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
701 }
702
703 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
704 {
705         mpol_fix_fork_child_flag(current);
706 }
707
708 /* Set the process memory policy */
709 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
710                              nodemask_t *nodes)
711 {
712         struct mempolicy *new, *old;
713         struct mm_struct *mm = current->mm;
714         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
715         int ret;
716
717         if (!scratch)
718                 return -ENOMEM;
719
720         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
721         if (IS_ERR(new)) {
722                 ret = PTR_ERR(new);
723                 goto out;
724         }
725         /*
726          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
727          * is using it.
728          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
729          * with no 'mm'.
730          */
731         if (mm)
732                 down_write(&mm->mmap_sem);
733         task_lock(current);
734         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
735         if (ret) {
736                 task_unlock(current);
737                 if (mm)
738                         up_write(&mm->mmap_sem);
739                 mpol_put(new);
740                 goto out;
741         }
742         old = current->mempolicy;
743         current->mempolicy = new;
744         mpol_set_task_struct_flag();
745         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
746             nodes_weight(new->v.nodes))
747                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
748         task_unlock(current);
749         if (mm)
750                 up_write(&mm->mmap_sem);
751
752         mpol_put(old);
753         ret = 0;
754 out:
755         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
756         return ret;
757 }
758
759 /*
760  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
761  *
762  * Called with task's alloc_lock held
763  */
764 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
765 {
766         nodes_clear(*nodes);
767         if (p == &default_policy)
768                 return;
769
770         switch (p->mode) {
771         case MPOL_BIND:
772                 /* Fall through */
773         case MPOL_INTERLEAVE:
774                 *nodes = p->v.nodes;
775                 break;
776         case MPOL_PREFERRED:
777                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
778                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
779                 /* else return empty node mask for local allocation */
780                 break;
781         default:
782                 BUG();
783         }
784 }
785
786 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
787 {
788         struct page *p;
789         int err;
790
791         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
792         if (err >= 0) {
793                 err = page_to_nid(p);
794                 put_page(p);
795         }
796         return err;
797 }
798
799 /* Retrieve NUMA policy */
800 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
801                              unsigned long addr, unsigned long flags)
802 {
803         int err;
804         struct mm_struct *mm = current->mm;
805         struct vm_area_struct *vma = NULL;
806         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
807
808         if (flags &
809                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
810                 return -EINVAL;
811
812         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
813                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
814                         return -EINVAL;
815                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
816                 task_lock(current);
817                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
818                 task_unlock(current);
819                 return 0;
820         }
821
822         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
823                 /*
824                  * Do NOT fall back to task policy if the
825                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
826                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
827                  */
828                 down_read(&mm->mmap_sem);
829                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
830                 if (!vma) {
831                         up_read(&mm->mmap_sem);
832                         return -EFAULT;
833                 }
834                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
835                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
836                 else
837                         pol = vma->vm_policy;
838         } else if (addr)
839                 return -EINVAL;
840
841         if (!pol)
842                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
843
844         if (flags & MPOL_F_NODE) {
845                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
846                         err = lookup_node(mm, addr);
847                         if (err < 0)
848                                 goto out;
849                         *policy = err;
850                 } else if (pol == current->mempolicy &&
851                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
852                         *policy = current->il_next;
853                 } else {
854                         err = -EINVAL;
855                         goto out;
856                 }
857         } else {
858                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
859                                                 pol->mode;
860                 /*
861                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
862                  * the policy to userspace.
863                  */
864                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
865         }
866
867         if (vma) {
868                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
869                 vma = NULL;
870         }
871
872         err = 0;
873         if (nmask) {
874                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
875                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
876                 } else {
877                         task_lock(current);
878                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
879                         task_unlock(current);
880                 }
881         }
882
883  out:
884         mpol_cond_put(pol);
885         if (vma)
886                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
887         return err;
888 }
889
890 #ifdef CONFIG_MIGRATION
891 /*
892  * page migration
893  */
894 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
895                                 unsigned long flags)
896 {
897         /*
898          * Avoid migrating a page that is shared with others.
899          */
900         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
901                 if (!isolate_lru_page(page)) {
902                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
903                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
904                                             page_is_file_cache(page));
905                 }
906         }
907 }
908
909 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
910 {
911         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
912 }
913
914 /*
915  * Migrate pages from one node to a target node.
916  * Returns error or the number of pages not migrated.
917  */
918 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
919                            int flags)
920 {
921         nodemask_t nmask;
922         LIST_HEAD(pagelist);
923         int err = 0;
924         struct vm_area_struct *vma;
925
926         nodes_clear(nmask);
927         node_set(source, nmask);
928
929         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
930                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
931         if (IS_ERR(vma))
932                 return PTR_ERR(vma);
933
934         if (!list_empty(&pagelist)) {
935                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
936                                                                 false, true);
937                 if (err)
938                         putback_lru_pages(&pagelist);
939         }
940
941         return err;
942 }
943
944 /*
945  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
946  * layout as much as possible.
947  *
948  * Returns the number of page that could not be moved.
949  */
950 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
951         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
952 {
953         int busy = 0;
954         int err;
955         nodemask_t tmp;
956
957         err = migrate_prep();
958         if (err)
959                 return err;
960
961         down_read(&mm->mmap_sem);
962
963         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
964         if (err)
965                 goto out;
966
967         /*
968          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
969          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
970          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
971          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
972          *
973          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
974          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
975          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
976          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
977          *
978          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
979          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
980          * (nothing left to migrate).
981          *
982          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
983          * if possible the dest node is not already occupied by some other
984          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
985          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
986          * before migrating outgoing memory source that same node.
987          *
988          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
989          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
990          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
991          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
992          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
993          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
994          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
995          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
996          */
997
998         tmp = *from_nodes;
999         while (!nodes_empty(tmp)) {
1000                 int s,d;
1001                 int source = -1;
1002                 int dest = 0;
1003
1004                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1005                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1006                         if (s == d)
1007                                 continue;
1008
1009                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1010                         dest = d;
1011
1012                         /* dest not in remaining from nodes? */
1013                         if (!node_isset(dest, tmp))
1014                                 break;
1015                 }
1016                 if (source == -1)
1017                         break;
1018
1019                 node_clear(source, tmp);
1020                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1021                 if (err > 0)
1022                         busy += err;
1023                 if (err < 0)
1024                         break;
1025         }
1026 out:
1027         up_read(&mm->mmap_sem);
1028         if (err < 0)
1029                 return err;
1030         return busy;
1031
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1036  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1037  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1038  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1039  * is in virtual address order.
1040  */
1041 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1042 {
1043         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1044         unsigned long uninitialized_var(address);
1045
1046         while (vma) {
1047                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1048                 if (address != -EFAULT)
1049                         break;
1050                 vma = vma->vm_next;
1051         }
1052
1053         /*
1054          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1055          */
1056         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1057 }
1058 #else
1059
1060 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1061                                 unsigned long flags)
1062 {
1063 }
1064
1065 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1066         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1067 {
1068         return -ENOSYS;
1069 }
1070
1071 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1072 {
1073         return NULL;
1074 }
1075 #endif
1076
1077 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1078                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1079                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1080 {
1081         struct vm_area_struct *vma;
1082         struct mm_struct *mm = current->mm;
1083         struct mempolicy *new;
1084         unsigned long end;
1085         int err;
1086         LIST_HEAD(pagelist);
1087
1088         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1089                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1090                 return -EINVAL;
1091         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1092                 return -EPERM;
1093
1094         if (start & ~PAGE_MASK)
1095                 return -EINVAL;
1096
1097         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1098                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1099
1100         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1101         end = start + len;
1102
1103         if (end < start)
1104                 return -EINVAL;
1105         if (end == start)
1106                 return 0;
1107
1108         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1109         if (IS_ERR(new))
1110                 return PTR_ERR(new);
1111
1112         /*
1113          * If we are using the default policy then operation
1114          * on discontinuous address spaces is okay after all
1115          */
1116         if (!new)
1117                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1118
1119         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1120                  start, start + len, mode, mode_flags,
1121                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1122
1123         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1124
1125                 err = migrate_prep();
1126                 if (err)
1127                         goto mpol_out;
1128         }
1129         {
1130                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1131                 if (scratch) {
1132                         down_write(&mm->mmap_sem);
1133                         task_lock(current);
1134                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1135                         task_unlock(current);
1136                         if (err)
1137                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1138                 } else
1139                         err = -ENOMEM;
1140                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1141         }
1142         if (err)
1143                 goto mpol_out;
1144
1145         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1146                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1147
1148         err = PTR_ERR(vma);
1149         if (!IS_ERR(vma)) {
1150                 int nr_failed = 0;
1151
1152                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1153
1154                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1155                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1156                                                 (unsigned long)vma,
1157                                                 false, true);
1158                         if (nr_failed)
1159                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1160                 }
1161
1162                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1163                         err = -EIO;
1164         } else
1165                 putback_lru_pages(&pagelist);
1166
1167         up_write(&mm->mmap_sem);
1168  mpol_out:
1169         mpol_put(new);
1170         return err;
1171 }
1172
1173 /*
1174  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1175  */
1176
1177 /* Copy a node mask from user space. */
1178 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1179                      unsigned long maxnode)
1180 {
1181         unsigned long k;
1182         unsigned long nlongs;
1183         unsigned long endmask;
1184
1185         --maxnode;
1186         nodes_clear(*nodes);
1187         if (maxnode == 0 || !nmask)
1188                 return 0;
1189         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1190                 return -EINVAL;
1191
1192         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1193         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1194                 endmask = ~0UL;
1195         else
1196                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1197
1198         /* When the user specified more nodes than supported just check
1199            if the non supported part is all zero. */
1200         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1201                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1202                         return -EINVAL;
1203                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1204                         unsigned long t;
1205                         if (get_user(t, nmask + k))
1206                                 return -EFAULT;
1207                         if (k == nlongs - 1) {
1208                                 if (t & endmask)
1209                                         return -EINVAL;
1210                         } else if (t)
1211                                 return -EINVAL;
1212                 }
1213                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1214                 endmask = ~0UL;
1215         }
1216
1217         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1218                 return -EFAULT;
1219         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1220         return 0;
1221 }
1222
1223 /* Copy a kernel node mask to user space */
1224 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1225                               nodemask_t *nodes)
1226 {
1227         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1228         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1229
1230         if (copy > nbytes) {
1231                 if (copy > PAGE_SIZE)
1232                         return -EINVAL;
1233                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1234                         return -EFAULT;
1235                 copy = nbytes;
1236         }
1237         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1238 }
1239
1240 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1241                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1242                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1243 {
1244         nodemask_t nodes;
1245         int err;
1246         unsigned short mode_flags;
1247
1248         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1249         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1250         if (mode >= MPOL_MAX)
1251                 return -EINVAL;
1252         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1253             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1254                 return -EINVAL;
1255         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1256         if (err)
1257                 return err;
1258         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1259 }
1260
1261 /* Set the process memory policy */
1262 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1263                 unsigned long, maxnode)
1264 {
1265         int err;
1266         nodemask_t nodes;
1267         unsigned short flags;
1268
1269         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1270         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1271         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1272                 return -EINVAL;
1273         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1274                 return -EINVAL;
1275         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1276         if (err)
1277                 return err;
1278         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1279 }
1280
1281 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1282                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1283                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1284 {
1285         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1286         struct mm_struct *mm = NULL;
1287         struct task_struct *task;
1288         nodemask_t task_nodes;
1289         int err;
1290         nodemask_t *old;
1291         nodemask_t *new;
1292         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1293
1294         if (!scratch)
1295                 return -ENOMEM;
1296
1297         old = &scratch->mask1;
1298         new = &scratch->mask2;
1299
1300         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1301         if (err)
1302                 goto out;
1303
1304         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1305         if (err)
1306                 goto out;
1307
1308         /* Find the mm_struct */
1309         rcu_read_lock();
1310         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1311         if (!task) {
1312                 rcu_read_unlock();
1313                 err = -ESRCH;
1314                 goto out;
1315         }
1316         mm = get_task_mm(task);
1317         rcu_read_unlock();
1318
1319         err = -EINVAL;
1320         if (!mm)
1321                 goto out;
1322
1323         /*
1324          * Check if this process has the right to modify the specified
1325          * process. The right exists if the process has administrative
1326          * capabilities, superuser privileges or the same
1327          * userid as the target process.
1328          */
1329         rcu_read_lock();
1330         tcred = __task_cred(task);
1331         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1332             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1333             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1334                 rcu_read_unlock();
1335                 err = -EPERM;
1336                 goto out;
1337         }
1338         rcu_read_unlock();
1339
1340         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1341         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1342         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1343                 err = -EPERM;
1344                 goto out;
1345         }
1346
1347         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1348                 err = -EINVAL;
1349                 goto out;
1350         }
1351
1352         err = security_task_movememory(task);
1353         if (err)
1354                 goto out;
1355
1356         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1357                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1358 out:
1359         if (mm)
1360                 mmput(mm);
1361         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1362
1363         return err;
1364 }
1365
1366
1367 /* Retrieve NUMA policy */
1368 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1369                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1370                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1371 {
1372         int err;
1373         int uninitialized_var(pval);
1374         nodemask_t nodes;
1375
1376         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1377                 return -EINVAL;
1378
1379         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1380
1381         if (err)
1382                 return err;
1383
1384         if (policy && put_user(pval, policy))
1385                 return -EFAULT;
1386
1387         if (nmask)
1388                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1389
1390         return err;
1391 }
1392
1393 #ifdef CONFIG_COMPAT
1394
1395 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1396                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1397                                      compat_ulong_t maxnode,
1398                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1399 {
1400         long err;
1401         unsigned long __user *nm = NULL;
1402         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1403         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1404
1405         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1406         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1407
1408         if (nmask)
1409                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1410
1411         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1412
1413         if (!err && nmask) {
1414                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1415                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1416                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1417                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1418         }
1419
1420         return err;
1421 }
1422
1423 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1424                                      compat_ulong_t maxnode)
1425 {
1426         long err = 0;
1427         unsigned long __user *nm = NULL;
1428         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1429         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1430
1431         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1432         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1433
1434         if (nmask) {
1435                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1436                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1437                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1438         }
1439
1440         if (err)
1441                 return -EFAULT;
1442
1443         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1444 }
1445
1446 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1447                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1448                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1449 {
1450         long err = 0;
1451         unsigned long __user *nm = NULL;
1452         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1453         nodemask_t bm;
1454
1455         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1456         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1457
1458         if (nmask) {
1459                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1460                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1461                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1462         }
1463
1464         if (err)
1465                 return -EFAULT;
1466
1467         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1468 }
1469
1470 #endif
1471
1472 /*
1473  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1474  * @task - task for fallback if vma policy == default
1475  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1476  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1477  *
1478  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1479  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1480  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1481  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1482  * the caller.
1483  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1484  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1485  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1486  * extra reference for shared policies.
1487  */
1488 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1489                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1490 {
1491         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1492
1493         if (vma) {
1494                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1495                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1496                                                                         addr);
1497                         if (vpol)
1498                                 pol = vpol;
1499                 } else if (vma->vm_policy)
1500                         pol = vma->vm_policy;
1501         }
1502         if (!pol)
1503                 pol = &default_policy;
1504         return pol;
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1509  * page allocation
1510  */
1511 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1512 {
1513         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1514         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1515                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1516                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1517                 return &policy->v.nodes;
1518
1519         return NULL;
1520 }
1521
1522 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1523 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1524         int nd)
1525 {
1526         switch (policy->mode) {
1527         case MPOL_PREFERRED:
1528                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1529                         nd = policy->v.preferred_node;
1530                 break;
1531         case MPOL_BIND:
1532                 /*
1533                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1534                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1535                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1536                  * the first node in the mask instead.
1537                  */
1538                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1539                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1540                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1541                 break;
1542         default:
1543                 BUG();
1544         }
1545         return node_zonelist(nd, gfp);
1546 }
1547
1548 /* Do dynamic interleaving for a process */
1549 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1550 {
1551         unsigned nid, next;
1552         struct task_struct *me = current;
1553
1554         nid = me->il_next;
1555         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1556         if (next >= MAX_NUMNODES)
1557                 next = first_node(policy->v.nodes);
1558         if (next < MAX_NUMNODES)
1559                 me->il_next = next;
1560         return nid;
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1565  * next slab entry.
1566  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1567  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1568  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1569  * such protection.
1570  */
1571 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1572 {
1573         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1574                 return numa_node_id();
1575
1576         switch (policy->mode) {
1577         case MPOL_PREFERRED:
1578                 /*
1579                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1580                  */
1581                 return policy->v.preferred_node;
1582
1583         case MPOL_INTERLEAVE:
1584                 return interleave_nodes(policy);
1585
1586         case MPOL_BIND: {
1587                 /*
1588                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1589                  * first node.
1590                  */
1591                 struct zonelist *zonelist;
1592                 struct zone *zone;
1593                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1594                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1595                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1596                                                         &policy->v.nodes,
1597                                                         &zone);
1598                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1599         }
1600
1601         default:
1602                 BUG();
1603         }
1604 }
1605
1606 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1607 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1608                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1609 {
1610         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1611         unsigned target;
1612         int c;
1613         int nid = -1;
1614
1615         if (!nnodes)
1616                 return numa_node_id();
1617         target = (unsigned int)off % nnodes;
1618         c = 0;
1619         do {
1620                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1621                 c++;
1622         } while (c <= target);
1623         return nid;
1624 }
1625
1626 /* Determine a node number for interleave */
1627 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1628                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1629 {
1630         if (vma) {
1631                 unsigned long off;
1632
1633                 /*
1634                  * for small pages, there is no difference between
1635                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1636                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1637                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1638                  * a useful offset.
1639                  */
1640                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1641                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1642                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1643                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1644         } else
1645                 return interleave_nodes(pol);
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1650  * (returns -1 if nodemask is empty)
1651  */
1652 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1653 {
1654         int w, bit = -1;
1655
1656         w = nodes_weight(*maskp);
1657         if (w)
1658                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1659                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1660         return bit;
1661 }
1662
1663 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1664 /*
1665  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1666  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1667  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1668  * @gfp_flags = for requested zone
1669  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1670  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1671  *
1672  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1673  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1674  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1675  * @nodemask for filtering the zonelist.
1676  *
1677  * Must be protected by get_mems_allowed()
1678  */
1679 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1680                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1681                                 nodemask_t **nodemask)
1682 {
1683         struct zonelist *zl;
1684
1685         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1686         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1687
1688         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1689                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1690                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1691         } else {
1692                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1693                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1694                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1695         }
1696         return zl;
1697 }
1698
1699 /*
1700  * init_nodemask_of_mempolicy
1701  *
1702  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1703  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1704  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1705  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1706  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1707  * of non-default mempolicy.
1708  *
1709  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1710  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1711  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1712  *
1713  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1714  */
1715 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1716 {
1717         struct mempolicy *mempolicy;
1718         int nid;
1719
1720         if (!(mask && current->mempolicy))
1721                 return false;
1722
1723         task_lock(current);
1724         mempolicy = current->mempolicy;
1725         switch (mempolicy->mode) {
1726         case MPOL_PREFERRED:
1727                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1728                         nid = numa_node_id();
1729                 else
1730                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1731                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1732                 break;
1733
1734         case MPOL_BIND:
1735                 /* Fall through */
1736         case MPOL_INTERLEAVE:
1737                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1738                 break;
1739
1740         default:
1741                 BUG();
1742         }
1743         task_unlock(current);
1744
1745         return true;
1746 }
1747 #endif
1748
1749 /*
1750  * mempolicy_nodemask_intersects
1751  *
1752  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1753  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1754  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1755  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1756  *
1757  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1758  */
1759 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1760                                         const nodemask_t *mask)
1761 {
1762         struct mempolicy *mempolicy;
1763         bool ret = true;
1764
1765         if (!mask)
1766                 return ret;
1767         task_lock(tsk);
1768         mempolicy = tsk->mempolicy;
1769         if (!mempolicy)
1770                 goto out;
1771
1772         switch (mempolicy->mode) {
1773         case MPOL_PREFERRED:
1774                 /*
1775                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1776                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1777                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1778                  * nodes in mask.
1779                  */
1780                 break;
1781         case MPOL_BIND:
1782         case MPOL_INTERLEAVE:
1783                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1784                 break;
1785         default:
1786                 BUG();
1787         }
1788 out:
1789         task_unlock(tsk);
1790         return ret;
1791 }
1792
1793 /* Allocate a page in interleaved policy.
1794    Own path because it needs to do special accounting. */
1795 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1796                                         unsigned nid)
1797 {
1798         struct zonelist *zl;
1799         struct page *page;
1800
1801         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1802         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1803         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1804                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1805         return page;
1806 }
1807
1808 /**
1809  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1810  *
1811  *      @gfp:
1812  *      %GFP_USER    user allocation.
1813  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1814  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1815  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1816  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1817  *
1818  *      @order:Order of the GFP allocation.
1819  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1820  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1821  *
1822  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1823  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1824  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1825  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1826  *      all allocations for pages that will be mapped into
1827  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1828  *
1829  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1830  */
1831 struct page *
1832 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1833                 unsigned long addr, int node)
1834 {
1835         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1836         struct zonelist *zl;
1837         struct page *page;
1838
1839         get_mems_allowed();
1840         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1841                 unsigned nid;
1842
1843                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1844                 mpol_cond_put(pol);
1845                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1846                 put_mems_allowed();
1847                 return page;
1848         }
1849         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1850         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1851                 /*
1852                  * slow path: ref counted shared policy
1853                  */
1854                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1855                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1856                 __mpol_put(pol);
1857                 put_mems_allowed();
1858                 return page;
1859         }
1860         /*
1861          * fast path:  default or task policy
1862          */
1863         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1864                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1865         put_mems_allowed();
1866         return page;
1867 }
1868
1869 /**
1870  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1871  *
1872  *      @gfp:
1873  *              %GFP_USER   user allocation,
1874  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1875  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1876  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1877  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1878  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1879  *
1880  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1881  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1882  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1883  *
1884  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1885  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1886  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1887  */
1888 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1889 {
1890         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1891         struct page *page;
1892
1893         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1894                 pol = &default_policy;
1895
1896         get_mems_allowed();
1897         /*
1898          * No reference counting needed for current->mempolicy
1899          * nor system default_policy
1900          */
1901         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1902                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1903         else
1904                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1905                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1906                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1907         put_mems_allowed();
1908         return page;
1909 }
1910 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1911
1912 /*
1913  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1914  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1915  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1916  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1917  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1918  *
1919  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1920  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1921  */
1922
1923 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1924 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1925 {
1926         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1927
1928         if (!new)
1929                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1930
1931         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1932         if (old == current->mempolicy) {
1933                 task_lock(current);
1934                 *new = *old;
1935                 task_unlock(current);
1936         } else
1937                 *new = *old;
1938
1939         rcu_read_lock();
1940         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1941                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1942                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1943                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1944                 else
1945                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1946         }
1947         rcu_read_unlock();
1948         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1949         return new;
1950 }
1951
1952 /*
1953  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1954  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1955  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1956  * after return.  Use the returned value.
1957  *
1958  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1959  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1960  * shmem_readahead needs this.
1961  */
1962 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1963                                                 struct mempolicy *frompol)
1964 {
1965         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1966                 return frompol;
1967
1968         *tompol = *frompol;
1969         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1970         __mpol_put(frompol);
1971         return tompol;
1972 }
1973
1974 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1975 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1976 {
1977         if (!a || !b)
1978                 return 0;
1979         if (a->mode != b->mode)
1980                 return 0;
1981         if (a->flags != b->flags)
1982                 return 0;
1983         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1984                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1985                         return 0;
1986
1987         switch (a->mode) {
1988         case MPOL_BIND:
1989                 /* Fall through */
1990         case MPOL_INTERLEAVE:
1991                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1992         case MPOL_PREFERRED:
1993                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
1994         default:
1995                 BUG();
1996                 return 0;
1997         }
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Shared memory backing store policy support.
2002  *
2003  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2004  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2005  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2006  * for any accesses to the tree.
2007  */
2008
2009 /* lookup first element intersecting start-end */
2010 /* Caller holds sp->lock */
2011 static struct sp_node *
2012 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2013 {
2014         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2015
2016         while (n) {
2017                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2018
2019                 if (start >= p->end)
2020                         n = n->rb_right;
2021                 else if (end <= p->start)
2022                         n = n->rb_left;
2023                 else
2024                         break;
2025         }
2026         if (!n)
2027                 return NULL;
2028         for (;;) {
2029                 struct sp_node *w = NULL;
2030                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2031                 if (!prev)
2032                         break;
2033                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2034                 if (w->end <= start)
2035                         break;
2036                 n = prev;
2037         }
2038         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2039 }
2040
2041 /* Insert a new shared policy into the list. */
2042 /* Caller holds sp->lock */
2043 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2044 {
2045         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2046         struct rb_node *parent = NULL;
2047         struct sp_node *nd;
2048
2049         while (*p) {
2050                 parent = *p;
2051                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2052                 if (new->start < nd->start)
2053                         p = &(*p)->rb_left;
2054                 else if (new->end > nd->end)
2055                         p = &(*p)->rb_right;
2056                 else
2057                         BUG();
2058         }
2059         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2060         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2061         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2062                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2063 }
2064
2065 /* Find shared policy intersecting idx */
2066 struct mempolicy *
2067 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2068 {
2069         struct mempolicy *pol = NULL;
2070         struct sp_node *sn;
2071
2072         if (!sp->root.rb_node)
2073                 return NULL;
2074         spin_lock(&sp->lock);
2075         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2076         if (sn) {
2077                 mpol_get(sn->policy);
2078                 pol = sn->policy;
2079         }
2080         spin_unlock(&sp->lock);
2081         return pol;
2082 }
2083
2084 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2085 {
2086         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2087         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2088         mpol_put(n->policy);
2089         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2090 }
2091
2092 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2093                                 struct mempolicy *pol)
2094 {
2095         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2096
2097         if (!n)
2098                 return NULL;
2099         n->start = start;
2100         n->end = end;
2101         mpol_get(pol);
2102         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2103         n->policy = pol;
2104         return n;
2105 }
2106
2107 /* Replace a policy range. */
2108 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2109                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2110 {
2111         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2112
2113 restart:
2114         spin_lock(&sp->lock);
2115         n = sp_lookup(sp, start, end);
2116         /* Take care of old policies in the same range. */
2117         while (n && n->start < end) {
2118                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2119                 if (n->start >= start) {
2120                         if (n->end <= end)
2121                                 sp_delete(sp, n);
2122                         else
2123                                 n->start = end;
2124                 } else {
2125                         /* Old policy spanning whole new range. */
2126                         if (n->end > end) {
2127                                 if (!new2) {
2128                                         spin_unlock(&sp->lock);
2129                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2130                                         if (!new2)
2131                                                 return -ENOMEM;
2132                                         goto restart;
2133                                 }
2134                                 n->end = start;
2135                                 sp_insert(sp, new2);
2136                                 new2 = NULL;
2137                                 break;
2138                         } else
2139                                 n->end = start;
2140                 }
2141                 if (!next)
2142                         break;
2143                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2144         }
2145         if (new)
2146                 sp_insert(sp, new);
2147         spin_unlock(&sp->lock);
2148         if (new2) {
2149                 mpol_put(new2->policy);
2150                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2151         }
2152         return 0;
2153 }
2154
2155 /**
2156  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2157  * @sp: pointer to inode shared policy
2158  * @mpol:  struct mempolicy to install
2159  *
2160  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2161  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2162  * This must be released on exit.
2163  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2164  */
2165 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2166 {
2167         int ret;
2168
2169         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2170         spin_lock_init(&sp->lock);
2171
2172         if (mpol) {
2173                 struct vm_area_struct pvma;
2174                 struct mempolicy *new;
2175                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2176
2177                 if (!scratch)
2178                         goto put_mpol;
2179                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2180                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2181                 if (IS_ERR(new))
2182                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2183
2184                 task_lock(current);
2185                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2186                 task_unlock(current);
2187                 if (ret)
2188                         goto put_new;
2189
2190                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2191                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2192                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2193                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2194
2195 put_new:
2196                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2197 free_scratch:
2198                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2199 put_mpol:
2200                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2201         }
2202 }
2203
2204 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2205                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2206 {
2207         int err;
2208         struct sp_node *new = NULL;
2209         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2210
2211         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2212                  vma->vm_pgoff,
2213                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2214                  npol ? npol->flags : -1,
2215                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2216
2217         if (npol) {
2218                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2219                 if (!new)
2220                         return -ENOMEM;
2221         }
2222         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2223         if (err && new)
2224                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2225         return err;
2226 }
2227
2228 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2229 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2230 {
2231         struct sp_node *n;
2232         struct rb_node *next;
2233
2234         if (!p->root.rb_node)
2235                 return;
2236         spin_lock(&p->lock);
2237         next = rb_first(&p->root);
2238         while (next) {
2239                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2240                 next = rb_next(&n->nd);
2241                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2242                 mpol_put(n->policy);
2243                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2244         }
2245         spin_unlock(&p->lock);
2246 }
2247
2248 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2249 void __init numa_policy_init(void)
2250 {
2251         nodemask_t interleave_nodes;
2252         unsigned long largest = 0;
2253         int nid, prefer = 0;
2254
2255         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2256                                          sizeof(struct mempolicy),
2257                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2258
2259         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2260                                      sizeof(struct sp_node),
2261                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2262
2263         /*
2264          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2265          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2266          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2267          */
2268         nodes_clear(interleave_nodes);
2269         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2270                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2271
2272                 /* Preserve the largest node */
2273                 if (largest < total_pages) {
2274                         largest = total_pages;
2275                         prefer = nid;
2276                 }
2277
2278                 /* Interleave this node? */
2279                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2280                         node_set(nid, interleave_nodes);
2281         }
2282
2283         /* All too small, use the largest */
2284         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2285                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2286
2287         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2288                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2289 }
2290
2291 /* Reset policy of current process to default */
2292 void numa_default_policy(void)
2293 {
2294         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2295 }
2296
2297 /*
2298  * Parse and format mempolicy from/to strings
2299  */
2300
2301 /*
2302  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2303  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2304  */
2305 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2306 static const char * const policy_modes[] =
2307 {
2308         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2309         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2310         [MPOL_BIND]       = "bind",
2311         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2312         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2313 };
2314
2315
2316 #ifdef CONFIG_TMPFS
2317 /**
2318  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2319  * @str:  string containing mempolicy to parse
2320  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2321  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2322  *
2323  * Format of input:
2324  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2325  *
2326  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2327  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2328  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2329  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2330  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2331  * it again is redundant, but safe.
2332  *
2333  * On success, returns 0, else 1
2334  */
2335 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2336 {
2337         struct mempolicy *new = NULL;
2338         unsigned short mode;
2339         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2340         nodemask_t nodes;
2341         char *nodelist = strchr(str, ':');
2342         char *flags = strchr(str, '=');
2343         int err = 1;
2344
2345         if (nodelist) {
2346                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2347                 *nodelist++ = '\0';
2348                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2349                         goto out;
2350                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2351                         goto out;
2352         } else
2353                 nodes_clear(nodes);
2354
2355         if (flags)
2356                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2357
2358         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2359                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2360                         break;
2361                 }
2362         }
2363         if (mode > MPOL_LOCAL)
2364                 goto out;
2365
2366         switch (mode) {
2367         case MPOL_PREFERRED:
2368                 /*
2369                  * Insist on a nodelist of one node only
2370                  */
2371                 if (nodelist) {
2372                         char *rest = nodelist;
2373                         while (isdigit(*rest))
2374                                 rest++;
2375                         if (*rest)
2376                                 goto out;
2377                 }
2378                 break;
2379         case MPOL_INTERLEAVE:
2380                 /*
2381                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2382                  */
2383                 if (!nodelist)
2384                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2385                 break;
2386         case MPOL_LOCAL:
2387                 /*
2388                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2389                  */
2390                 if (nodelist)
2391                         goto out;
2392                 mode = MPOL_PREFERRED;
2393                 break;
2394         case MPOL_DEFAULT:
2395                 /*
2396                  * Insist on a empty nodelist
2397                  */
2398                 if (!nodelist)
2399                         err = 0;
2400                 goto out;
2401         case MPOL_BIND:
2402                 /*
2403                  * Insist on a nodelist
2404                  */
2405                 if (!nodelist)
2406                         goto out;
2407         }
2408
2409         mode_flags = 0;
2410         if (flags) {
2411                 /*
2412                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2413                  * mode flags.
2414                  */
2415                 if (!strcmp(flags, "static"))
2416                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2417                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2418                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2419                 else
2420                         goto out;
2421         }
2422
2423         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2424         if (IS_ERR(new))
2425                 goto out;
2426
2427         if (no_context) {
2428                 /* save for contextualization */
2429                 new->w.user_nodemask = nodes;
2430         } else {
2431                 int ret;
2432                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2433                 if (scratch) {
2434                         task_lock(current);
2435                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2436                         task_unlock(current);
2437                 } else
2438                         ret = -ENOMEM;
2439                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2440                 if (ret) {
2441                         mpol_put(new);
2442                         goto out;
2443                 }
2444         }
2445         err = 0;
2446
2447 out:
2448         /* Restore string for error message */
2449         if (nodelist)
2450                 *--nodelist = ':';
2451         if (flags)
2452                 *--flags = '=';
2453         if (!err)
2454                 *mpol = new;
2455         return err;
2456 }
2457 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2458
2459 /**
2460  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2461  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2462  * @maxlen:  length of @buffer
2463  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2464  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2465  *
2466  * Convert a mempolicy into a string.
2467  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2468  * or an error (negative)
2469  */
2470 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2471 {
2472         char *p = buffer;
2473         int l;
2474         nodemask_t nodes;
2475         unsigned short mode;
2476         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2477
2478         /*
2479          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2480          */
2481         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2482
2483         if (!pol || pol == &default_policy)
2484                 mode = MPOL_DEFAULT;
2485         else
2486                 mode = pol->mode;
2487
2488         switch (mode) {
2489         case MPOL_DEFAULT:
2490                 nodes_clear(nodes);
2491                 break;
2492
2493         case MPOL_PREFERRED:
2494                 nodes_clear(nodes);
2495                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2496                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2497                 else
2498                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2499                 break;
2500
2501         case MPOL_BIND:
2502                 /* Fall through */
2503         case MPOL_INTERLEAVE:
2504                 if (no_context)
2505                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2506                 else
2507                         nodes = pol->v.nodes;
2508                 break;
2509
2510         default:
2511                 BUG();
2512         }
2513
2514         l = strlen(policy_modes[mode]);
2515         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2516                 return -ENOSPC;
2517
2518         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2519         p += l;
2520
2521         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2522                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2523                         return -ENOSPC;
2524                 *p++ = '=';
2525
2526                 /*
2527                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2528                  */
2529                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2530                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2531                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2532                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2533         }
2534
2535         if (!nodes_empty(nodes)) {
2536                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2537                         return -ENOSPC;
2538                 *p++ = ':';
2539                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2540         }
2541         return p - buffer;
2542 }