omap2+: add drm device
[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/export.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 static 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_trans_huge_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 /*
611  * Apply policy to a single VMA
612  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
613  */
614 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
615                                                 struct mempolicy *pol)
616 {
617         int err;
618         struct mempolicy *old;
619         struct mempolicy *new;
620
621         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
622                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
623                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
624                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
625
626         new = mpol_dup(pol);
627         if (IS_ERR(new))
628                 return PTR_ERR(new);
629
630         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
631                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
632                 if (err)
633                         goto err_out;
634         }
635
636         old = vma->vm_policy;
637         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
638         mpol_put(old);
639
640         return 0;
641  err_out:
642         mpol_put(new);
643         return err;
644 }
645
646 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
647 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
648                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
649 {
650         struct vm_area_struct *next;
651         struct vm_area_struct *prev;
652         struct vm_area_struct *vma;
653         int err = 0;
654         pgoff_t pgoff;
655         unsigned long vmstart;
656         unsigned long vmend;
657
658         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
659         if (!vma || vma->vm_start > start)
660                 return -EFAULT;
661
662         if (start > vma->vm_start)
663                 prev = vma;
664
665         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
666                 next = vma->vm_next;
667                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
668                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
669
670                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
671                         continue;
672
673                 pgoff = vma->vm_pgoff +
674                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
675                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
676                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
677                                   new_pol);
678                 if (prev) {
679                         vma = prev;
680                         next = vma->vm_next;
681                         continue;
682                 }
683                 if (vma->vm_start != vmstart) {
684                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
685                         if (err)
686                                 goto out;
687                 }
688                 if (vma->vm_end != vmend) {
689                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
690                         if (err)
691                                 goto out;
692                 }
693                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
694                 if (err)
695                         goto out;
696         }
697
698  out:
699         return err;
700 }
701
702 /*
703  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
704  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
705  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
706  *
707  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
708  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
709  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
710  *
711  * The above limitation is why this routine has the funny name
712  * mpol_fix_fork_child_flag().
713  *
714  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
715  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
716  * for use within this file.
717  */
718
719 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
720 {
721         if (p->mempolicy)
722                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
723         else
724                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
725 }
726
727 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
728 {
729         mpol_fix_fork_child_flag(current);
730 }
731
732 /* Set the process memory policy */
733 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
734                              nodemask_t *nodes)
735 {
736         struct mempolicy *new, *old;
737         struct mm_struct *mm = current->mm;
738         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
739         int ret;
740
741         if (!scratch)
742                 return -ENOMEM;
743
744         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
745         if (IS_ERR(new)) {
746                 ret = PTR_ERR(new);
747                 goto out;
748         }
749         /*
750          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
751          * is using it.
752          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
753          * with no 'mm'.
754          */
755         if (mm)
756                 down_write(&mm->mmap_sem);
757         task_lock(current);
758         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
759         if (ret) {
760                 task_unlock(current);
761                 if (mm)
762                         up_write(&mm->mmap_sem);
763                 mpol_put(new);
764                 goto out;
765         }
766         old = current->mempolicy;
767         current->mempolicy = new;
768         mpol_set_task_struct_flag();
769         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
770             nodes_weight(new->v.nodes))
771                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
772         task_unlock(current);
773         if (mm)
774                 up_write(&mm->mmap_sem);
775
776         mpol_put(old);
777         ret = 0;
778 out:
779         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
780         return ret;
781 }
782
783 /*
784  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
785  *
786  * Called with task's alloc_lock held
787  */
788 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
789 {
790         nodes_clear(*nodes);
791         if (p == &default_policy)
792                 return;
793
794         switch (p->mode) {
795         case MPOL_BIND:
796                 /* Fall through */
797         case MPOL_INTERLEAVE:
798                 *nodes = p->v.nodes;
799                 break;
800         case MPOL_PREFERRED:
801                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
802                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
803                 /* else return empty node mask for local allocation */
804                 break;
805         default:
806                 BUG();
807         }
808 }
809
810 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
811 {
812         struct page *p;
813         int err;
814
815         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
816         if (err >= 0) {
817                 err = page_to_nid(p);
818                 put_page(p);
819         }
820         return err;
821 }
822
823 /* Retrieve NUMA policy */
824 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
825                              unsigned long addr, unsigned long flags)
826 {
827         int err;
828         struct mm_struct *mm = current->mm;
829         struct vm_area_struct *vma = NULL;
830         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
831
832         if (flags &
833                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
834                 return -EINVAL;
835
836         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
837                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
838                         return -EINVAL;
839                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
840                 task_lock(current);
841                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
842                 task_unlock(current);
843                 return 0;
844         }
845
846         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
847                 /*
848                  * Do NOT fall back to task policy if the
849                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
850                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
851                  */
852                 down_read(&mm->mmap_sem);
853                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
854                 if (!vma) {
855                         up_read(&mm->mmap_sem);
856                         return -EFAULT;
857                 }
858                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
859                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
860                 else
861                         pol = vma->vm_policy;
862         } else if (addr)
863                 return -EINVAL;
864
865         if (!pol)
866                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
867
868         if (flags & MPOL_F_NODE) {
869                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
870                         err = lookup_node(mm, addr);
871                         if (err < 0)
872                                 goto out;
873                         *policy = err;
874                 } else if (pol == current->mempolicy &&
875                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
876                         *policy = current->il_next;
877                 } else {
878                         err = -EINVAL;
879                         goto out;
880                 }
881         } else {
882                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
883                                                 pol->mode;
884                 /*
885                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
886                  * the policy to userspace.
887                  */
888                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
889         }
890
891         if (vma) {
892                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
893                 vma = NULL;
894         }
895
896         err = 0;
897         if (nmask) {
898                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
899                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
900                 } else {
901                         task_lock(current);
902                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
903                         task_unlock(current);
904                 }
905         }
906
907  out:
908         mpol_cond_put(pol);
909         if (vma)
910                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
911         return err;
912 }
913
914 #ifdef CONFIG_MIGRATION
915 /*
916  * page migration
917  */
918 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
919                                 unsigned long flags)
920 {
921         /*
922          * Avoid migrating a page that is shared with others.
923          */
924         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
925                 if (!isolate_lru_page(page)) {
926                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
927                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
928                                             page_is_file_cache(page));
929                 }
930         }
931 }
932
933 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
934 {
935         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
936 }
937
938 /*
939  * Migrate pages from one node to a target node.
940  * Returns error or the number of pages not migrated.
941  */
942 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
943                            int flags)
944 {
945         nodemask_t nmask;
946         LIST_HEAD(pagelist);
947         int err = 0;
948         struct vm_area_struct *vma;
949
950         nodes_clear(nmask);
951         node_set(source, nmask);
952
953         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
954                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
955         if (IS_ERR(vma))
956                 return PTR_ERR(vma);
957
958         if (!list_empty(&pagelist)) {
959                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
960                                                         false, MIGRATE_SYNC);
961                 if (err)
962                         putback_lru_pages(&pagelist);
963         }
964
965         return err;
966 }
967
968 /*
969  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
970  * layout as much as possible.
971  *
972  * Returns the number of page that could not be moved.
973  */
974 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
975         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
976 {
977         int busy = 0;
978         int err;
979         nodemask_t tmp;
980
981         err = migrate_prep();
982         if (err)
983                 return err;
984
985         down_read(&mm->mmap_sem);
986
987         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
988         if (err)
989                 goto out;
990
991         /*
992          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
993          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
994          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
995          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
996          *
997          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
998          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
999          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1000          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1001          *
1002          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1003          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1004          * (nothing left to migrate).
1005          *
1006          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1007          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1008          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1009          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1010          * before migrating outgoing memory source that same node.
1011          *
1012          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1013          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1014          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1015          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1016          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1017          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1018          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1019          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1020          */
1021
1022         tmp = *from_nodes;
1023         while (!nodes_empty(tmp)) {
1024                 int s,d;
1025                 int source = -1;
1026                 int dest = 0;
1027
1028                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1029                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1030                         if (s == d)
1031                                 continue;
1032
1033                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1034                         dest = d;
1035
1036                         /* dest not in remaining from nodes? */
1037                         if (!node_isset(dest, tmp))
1038                                 break;
1039                 }
1040                 if (source == -1)
1041                         break;
1042
1043                 node_clear(source, tmp);
1044                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1045                 if (err > 0)
1046                         busy += err;
1047                 if (err < 0)
1048                         break;
1049         }
1050 out:
1051         up_read(&mm->mmap_sem);
1052         if (err < 0)
1053                 return err;
1054         return busy;
1055
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1060  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1061  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1062  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1063  * is in virtual address order.
1064  */
1065 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1066 {
1067         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1068         unsigned long uninitialized_var(address);
1069
1070         while (vma) {
1071                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1072                 if (address != -EFAULT)
1073                         break;
1074                 vma = vma->vm_next;
1075         }
1076
1077         /*
1078          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1079          */
1080         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1081 }
1082 #else
1083
1084 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1085                                 unsigned long flags)
1086 {
1087 }
1088
1089 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1090         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1091 {
1092         return -ENOSYS;
1093 }
1094
1095 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1096 {
1097         return NULL;
1098 }
1099 #endif
1100
1101 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1102                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1103                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1104 {
1105         struct vm_area_struct *vma;
1106         struct mm_struct *mm = current->mm;
1107         struct mempolicy *new;
1108         unsigned long end;
1109         int err;
1110         LIST_HEAD(pagelist);
1111
1112         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1113                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1114                 return -EINVAL;
1115         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1116                 return -EPERM;
1117
1118         if (start & ~PAGE_MASK)
1119                 return -EINVAL;
1120
1121         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1122                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1123
1124         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1125         end = start + len;
1126
1127         if (end < start)
1128                 return -EINVAL;
1129         if (end == start)
1130                 return 0;
1131
1132         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1133         if (IS_ERR(new))
1134                 return PTR_ERR(new);
1135
1136         /*
1137          * If we are using the default policy then operation
1138          * on discontinuous address spaces is okay after all
1139          */
1140         if (!new)
1141                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1142
1143         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1144                  start, start + len, mode, mode_flags,
1145                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1146
1147         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1148
1149                 err = migrate_prep();
1150                 if (err)
1151                         goto mpol_out;
1152         }
1153         {
1154                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1155                 if (scratch) {
1156                         down_write(&mm->mmap_sem);
1157                         task_lock(current);
1158                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1159                         task_unlock(current);
1160                         if (err)
1161                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1162                 } else
1163                         err = -ENOMEM;
1164                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1165         }
1166         if (err)
1167                 goto mpol_out;
1168
1169         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1170                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1171
1172         err = PTR_ERR(vma);
1173         if (!IS_ERR(vma)) {
1174                 int nr_failed = 0;
1175
1176                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1177
1178                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1179                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1180                                                 (unsigned long)vma,
1181                                                 false, true);
1182                         if (nr_failed)
1183                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1184                 }
1185
1186                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1187                         err = -EIO;
1188         } else
1189                 putback_lru_pages(&pagelist);
1190
1191         up_write(&mm->mmap_sem);
1192  mpol_out:
1193         mpol_put(new);
1194         return err;
1195 }
1196
1197 /*
1198  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1199  */
1200
1201 /* Copy a node mask from user space. */
1202 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1203                      unsigned long maxnode)
1204 {
1205         unsigned long k;
1206         unsigned long nlongs;
1207         unsigned long endmask;
1208
1209         --maxnode;
1210         nodes_clear(*nodes);
1211         if (maxnode == 0 || !nmask)
1212                 return 0;
1213         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1214                 return -EINVAL;
1215
1216         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1217         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1218                 endmask = ~0UL;
1219         else
1220                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1221
1222         /* When the user specified more nodes than supported just check
1223            if the non supported part is all zero. */
1224         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1225                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1226                         return -EINVAL;
1227                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1228                         unsigned long t;
1229                         if (get_user(t, nmask + k))
1230                                 return -EFAULT;
1231                         if (k == nlongs - 1) {
1232                                 if (t & endmask)
1233                                         return -EINVAL;
1234                         } else if (t)
1235                                 return -EINVAL;
1236                 }
1237                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1238                 endmask = ~0UL;
1239         }
1240
1241         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1242                 return -EFAULT;
1243         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1244         return 0;
1245 }
1246
1247 /* Copy a kernel node mask to user space */
1248 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1249                               nodemask_t *nodes)
1250 {
1251         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1252         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1253
1254         if (copy > nbytes) {
1255                 if (copy > PAGE_SIZE)
1256                         return -EINVAL;
1257                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1258                         return -EFAULT;
1259                 copy = nbytes;
1260         }
1261         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1262 }
1263
1264 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1265                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1266                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1267 {
1268         nodemask_t nodes;
1269         int err;
1270         unsigned short mode_flags;
1271
1272         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1273         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1274         if (mode >= MPOL_MAX)
1275                 return -EINVAL;
1276         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1277             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1278                 return -EINVAL;
1279         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1280         if (err)
1281                 return err;
1282         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1283 }
1284
1285 /* Set the process memory policy */
1286 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1287                 unsigned long, maxnode)
1288 {
1289         int err;
1290         nodemask_t nodes;
1291         unsigned short flags;
1292
1293         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1294         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1295         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1296                 return -EINVAL;
1297         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1298                 return -EINVAL;
1299         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1300         if (err)
1301                 return err;
1302         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1303 }
1304
1305 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1306                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1307                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1308 {
1309         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1310         struct mm_struct *mm = NULL;
1311         struct task_struct *task;
1312         nodemask_t task_nodes;
1313         int err;
1314         nodemask_t *old;
1315         nodemask_t *new;
1316         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1317
1318         if (!scratch)
1319                 return -ENOMEM;
1320
1321         old = &scratch->mask1;
1322         new = &scratch->mask2;
1323
1324         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1325         if (err)
1326                 goto out;
1327
1328         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1329         if (err)
1330                 goto out;
1331
1332         /* Find the mm_struct */
1333         rcu_read_lock();
1334         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1335         if (!task) {
1336                 rcu_read_unlock();
1337                 err = -ESRCH;
1338                 goto out;
1339         }
1340         mm = get_task_mm(task);
1341         rcu_read_unlock();
1342
1343         err = -EINVAL;
1344         if (!mm)
1345                 goto out;
1346
1347         /*
1348          * Check if this process has the right to modify the specified
1349          * process. The right exists if the process has administrative
1350          * capabilities, superuser privileges or the same
1351          * userid as the target process.
1352          */
1353         rcu_read_lock();
1354         tcred = __task_cred(task);
1355         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1356             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1357             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1358                 rcu_read_unlock();
1359                 err = -EPERM;
1360                 goto out;
1361         }
1362         rcu_read_unlock();
1363
1364         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1365         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1366         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1367                 err = -EPERM;
1368                 goto out;
1369         }
1370
1371         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1372                 err = -EINVAL;
1373                 goto out;
1374         }
1375
1376         err = security_task_movememory(task);
1377         if (err)
1378                 goto out;
1379
1380         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1381                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1382 out:
1383         if (mm)
1384                 mmput(mm);
1385         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1386
1387         return err;
1388 }
1389
1390
1391 /* Retrieve NUMA policy */
1392 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1393                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1394                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1395 {
1396         int err;
1397         int uninitialized_var(pval);
1398         nodemask_t nodes;
1399
1400         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1401                 return -EINVAL;
1402
1403         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1404
1405         if (err)
1406                 return err;
1407
1408         if (policy && put_user(pval, policy))
1409                 return -EFAULT;
1410
1411         if (nmask)
1412                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1413
1414         return err;
1415 }
1416
1417 #ifdef CONFIG_COMPAT
1418
1419 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1420                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1421                                      compat_ulong_t maxnode,
1422                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1423 {
1424         long err;
1425         unsigned long __user *nm = NULL;
1426         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1427         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1428
1429         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1430         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1431
1432         if (nmask)
1433                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1434
1435         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1436
1437         if (!err && nmask) {
1438                 unsigned long copy_size;
1439                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1440                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1441                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1442                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1443                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1444         }
1445
1446         return err;
1447 }
1448
1449 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1450                                      compat_ulong_t maxnode)
1451 {
1452         long err = 0;
1453         unsigned long __user *nm = NULL;
1454         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1455         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1456
1457         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1458         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1459
1460         if (nmask) {
1461                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1462                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1463                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1464         }
1465
1466         if (err)
1467                 return -EFAULT;
1468
1469         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1470 }
1471
1472 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1473                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1474                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1475 {
1476         long err = 0;
1477         unsigned long __user *nm = NULL;
1478         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1479         nodemask_t bm;
1480
1481         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1482         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1483
1484         if (nmask) {
1485                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1486                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1487                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1488         }
1489
1490         if (err)
1491                 return -EFAULT;
1492
1493         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1494 }
1495
1496 #endif
1497
1498 /*
1499  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1500  * @task - task for fallback if vma policy == default
1501  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1502  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1503  *
1504  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1505  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1506  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1507  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1508  * the caller.
1509  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1510  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1511  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1512  * extra reference for shared policies.
1513  */
1514 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1515                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1516 {
1517         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1518
1519         if (vma) {
1520                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1521                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1522                                                                         addr);
1523                         if (vpol)
1524                                 pol = vpol;
1525                 } else if (vma->vm_policy) {
1526                         pol = vma->vm_policy;
1527
1528                         /*
1529                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1530                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1531                          * count on these policies which will be dropped by
1532                          * mpol_cond_put() later
1533                          */
1534                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1535                                 mpol_get(pol);
1536                 }
1537         }
1538         if (!pol)
1539                 pol = &default_policy;
1540         return pol;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1545  * page allocation
1546  */
1547 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1548 {
1549         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1550         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1551                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1552                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1553                 return &policy->v.nodes;
1554
1555         return NULL;
1556 }
1557
1558 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1559 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1560         int nd)
1561 {
1562         switch (policy->mode) {
1563         case MPOL_PREFERRED:
1564                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1565                         nd = policy->v.preferred_node;
1566                 break;
1567         case MPOL_BIND:
1568                 /*
1569                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1570                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1571                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1572                  * the first node in the mask instead.
1573                  */
1574                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1575                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1576                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1577                 break;
1578         default:
1579                 BUG();
1580         }
1581         return node_zonelist(nd, gfp);
1582 }
1583
1584 /* Do dynamic interleaving for a process */
1585 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1586 {
1587         unsigned nid, next;
1588         struct task_struct *me = current;
1589
1590         nid = me->il_next;
1591         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1592         if (next >= MAX_NUMNODES)
1593                 next = first_node(policy->v.nodes);
1594         if (next < MAX_NUMNODES)
1595                 me->il_next = next;
1596         return nid;
1597 }
1598
1599 /*
1600  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1601  * next slab entry.
1602  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1603  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1604  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1605  * such protection.
1606  */
1607 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1608 {
1609         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1610                 return numa_node_id();
1611
1612         switch (policy->mode) {
1613         case MPOL_PREFERRED:
1614                 /*
1615                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1616                  */
1617                 return policy->v.preferred_node;
1618
1619         case MPOL_INTERLEAVE:
1620                 return interleave_nodes(policy);
1621
1622         case MPOL_BIND: {
1623                 /*
1624                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1625                  * first node.
1626                  */
1627                 struct zonelist *zonelist;
1628                 struct zone *zone;
1629                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1630                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1631                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1632                                                         &policy->v.nodes,
1633                                                         &zone);
1634                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1635         }
1636
1637         default:
1638                 BUG();
1639         }
1640 }
1641
1642 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1643 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1644                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1645 {
1646         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1647         unsigned target;
1648         int c;
1649         int nid = -1;
1650
1651         if (!nnodes)
1652                 return numa_node_id();
1653         target = (unsigned int)off % nnodes;
1654         c = 0;
1655         do {
1656                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1657                 c++;
1658         } while (c <= target);
1659         return nid;
1660 }
1661
1662 /* Determine a node number for interleave */
1663 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1664                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1665 {
1666         if (vma) {
1667                 unsigned long off;
1668
1669                 /*
1670                  * for small pages, there is no difference between
1671                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1672                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1673                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1674                  * a useful offset.
1675                  */
1676                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1677                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1678                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1679                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1680         } else
1681                 return interleave_nodes(pol);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1686  * (returns -1 if nodemask is empty)
1687  */
1688 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1689 {
1690         int w, bit = -1;
1691
1692         w = nodes_weight(*maskp);
1693         if (w)
1694                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1695                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1696         return bit;
1697 }
1698
1699 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1700 /*
1701  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1702  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1703  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1704  * @gfp_flags = for requested zone
1705  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1706  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1707  *
1708  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1709  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1710  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1711  * @nodemask for filtering the zonelist.
1712  *
1713  * Must be protected by get_mems_allowed()
1714  */
1715 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1716                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1717                                 nodemask_t **nodemask)
1718 {
1719         struct zonelist *zl;
1720
1721         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1722         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1723
1724         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1725                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1726                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1727         } else {
1728                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1729                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1730                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1731         }
1732         return zl;
1733 }
1734
1735 /*
1736  * init_nodemask_of_mempolicy
1737  *
1738  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1739  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1740  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1741  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1742  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1743  * of non-default mempolicy.
1744  *
1745  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1746  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1747  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1748  *
1749  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1750  */
1751 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1752 {
1753         struct mempolicy *mempolicy;
1754         int nid;
1755
1756         if (!(mask && current->mempolicy))
1757                 return false;
1758
1759         task_lock(current);
1760         mempolicy = current->mempolicy;
1761         switch (mempolicy->mode) {
1762         case MPOL_PREFERRED:
1763                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1764                         nid = numa_node_id();
1765                 else
1766                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1767                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1768                 break;
1769
1770         case MPOL_BIND:
1771                 /* Fall through */
1772         case MPOL_INTERLEAVE:
1773                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1774                 break;
1775
1776         default:
1777                 BUG();
1778         }
1779         task_unlock(current);
1780
1781         return true;
1782 }
1783 #endif
1784
1785 /*
1786  * mempolicy_nodemask_intersects
1787  *
1788  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1789  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1790  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1791  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1792  *
1793  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1794  */
1795 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1796                                         const nodemask_t *mask)
1797 {
1798         struct mempolicy *mempolicy;
1799         bool ret = true;
1800
1801         if (!mask)
1802                 return ret;
1803         task_lock(tsk);
1804         mempolicy = tsk->mempolicy;
1805         if (!mempolicy)
1806                 goto out;
1807
1808         switch (mempolicy->mode) {
1809         case MPOL_PREFERRED:
1810                 /*
1811                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1812                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1813                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1814                  * nodes in mask.
1815                  */
1816                 break;
1817         case MPOL_BIND:
1818         case MPOL_INTERLEAVE:
1819                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1820                 break;
1821         default:
1822                 BUG();
1823         }
1824 out:
1825         task_unlock(tsk);
1826         return ret;
1827 }
1828
1829 /* Allocate a page in interleaved policy.
1830    Own path because it needs to do special accounting. */
1831 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1832                                         unsigned nid)
1833 {
1834         struct zonelist *zl;
1835         struct page *page;
1836
1837         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1838         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1839         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1840                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1841         return page;
1842 }
1843
1844 /**
1845  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1846  *
1847  *      @gfp:
1848  *      %GFP_USER    user allocation.
1849  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1850  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1851  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1852  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1853  *
1854  *      @order:Order of the GFP allocation.
1855  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1856  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1857  *
1858  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1859  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1860  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1861  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1862  *      all allocations for pages that will be mapped into
1863  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1864  *
1865  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1866  */
1867 struct page *
1868 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1869                 unsigned long addr, int node)
1870 {
1871         struct mempolicy *pol;
1872         struct zonelist *zl;
1873         struct page *page;
1874         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1875
1876 retry_cpuset:
1877         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1878         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1879
1880         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1881                 unsigned nid;
1882
1883                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1884                 mpol_cond_put(pol);
1885                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1886                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1887                         goto retry_cpuset;
1888
1889                 return page;
1890         }
1891         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1892         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1893                 /*
1894                  * slow path: ref counted shared policy
1895                  */
1896                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1897                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1898                 __mpol_put(pol);
1899                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1900                         goto retry_cpuset;
1901                 return page;
1902         }
1903         /*
1904          * fast path:  default or task policy
1905          */
1906         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1907                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1908         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1909                 goto retry_cpuset;
1910         return page;
1911 }
1912
1913 /**
1914  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1915  *
1916  *      @gfp:
1917  *              %GFP_USER   user allocation,
1918  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1919  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1920  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1921  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1922  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1923  *
1924  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1925  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1926  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1927  *
1928  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1929  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1930  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1931  */
1932 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1933 {
1934         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1935         struct page *page;
1936         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1937
1938         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1939                 pol = &default_policy;
1940
1941 retry_cpuset:
1942         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1943
1944         /*
1945          * No reference counting needed for current->mempolicy
1946          * nor system default_policy
1947          */
1948         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1949                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1950         else
1951                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1952                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1953                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1954
1955         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1956                 goto retry_cpuset;
1957
1958         return page;
1959 }
1960 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1961
1962 /*
1963  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1964  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1965  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1966  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1967  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1968  *
1969  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1970  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1971  */
1972
1973 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1974 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1975 {
1976         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1977
1978         if (!new)
1979                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1980
1981         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1982         if (old == current->mempolicy) {
1983                 task_lock(current);
1984                 *new = *old;
1985                 task_unlock(current);
1986         } else
1987                 *new = *old;
1988
1989         rcu_read_lock();
1990         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1991                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1992                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1993                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1994                 else
1995                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1996         }
1997         rcu_read_unlock();
1998         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1999         return new;
2000 }
2001
2002 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2003 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2004 {
2005         if (!a || !b)
2006                 return 0;
2007         if (a->mode != b->mode)
2008                 return 0;
2009         if (a->flags != b->flags)
2010                 return 0;
2011         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2012                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2013                         return 0;
2014
2015         switch (a->mode) {
2016         case MPOL_BIND:
2017                 /* Fall through */
2018         case MPOL_INTERLEAVE:
2019                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2020         case MPOL_PREFERRED:
2021                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2022         default:
2023                 BUG();
2024                 return 0;
2025         }
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Shared memory backing store policy support.
2030  *
2031  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2032  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2033  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2034  * for any accesses to the tree.
2035  */
2036
2037 /* lookup first element intersecting start-end */
2038 /* Caller holds sp->mutex */
2039 static struct sp_node *
2040 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2041 {
2042         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2043
2044         while (n) {
2045                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2046
2047                 if (start >= p->end)
2048                         n = n->rb_right;
2049                 else if (end <= p->start)
2050                         n = n->rb_left;
2051                 else
2052                         break;
2053         }
2054         if (!n)
2055                 return NULL;
2056         for (;;) {
2057                 struct sp_node *w = NULL;
2058                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2059                 if (!prev)
2060                         break;
2061                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2062                 if (w->end <= start)
2063                         break;
2064                 n = prev;
2065         }
2066         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2067 }
2068
2069 /* Insert a new shared policy into the list. */
2070 /* Caller holds sp->lock */
2071 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2072 {
2073         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2074         struct rb_node *parent = NULL;
2075         struct sp_node *nd;
2076
2077         while (*p) {
2078                 parent = *p;
2079                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2080                 if (new->start < nd->start)
2081                         p = &(*p)->rb_left;
2082                 else if (new->end > nd->end)
2083                         p = &(*p)->rb_right;
2084                 else
2085                         BUG();
2086         }
2087         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2088         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2089         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2090                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2091 }
2092
2093 /* Find shared policy intersecting idx */
2094 struct mempolicy *
2095 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2096 {
2097         struct mempolicy *pol = NULL;
2098         struct sp_node *sn;
2099
2100         if (!sp->root.rb_node)
2101                 return NULL;
2102         mutex_lock(&sp->mutex);
2103         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2104         if (sn) {
2105                 mpol_get(sn->policy);
2106                 pol = sn->policy;
2107         }
2108         mutex_unlock(&sp->mutex);
2109         return pol;
2110 }
2111
2112 static void sp_free(struct sp_node *n)
2113 {
2114         mpol_put(n->policy);
2115         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2116 }
2117
2118 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2119 {
2120         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2121         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2122         sp_free(n);
2123 }
2124
2125 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2126                                 struct mempolicy *pol)
2127 {
2128         struct sp_node *n;
2129         struct mempolicy *newpol;
2130
2131         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2132         if (!n)
2133                 return NULL;
2134
2135         newpol = mpol_dup(pol);
2136         if (IS_ERR(newpol)) {
2137                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2138                 return NULL;
2139         }
2140         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2141
2142         n->start = start;
2143         n->end = end;
2144         n->policy = newpol;
2145
2146         return n;
2147 }
2148
2149 /* Replace a policy range. */
2150 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2151                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2152 {
2153         struct sp_node *n;
2154         int ret = 0;
2155
2156         mutex_lock(&sp->mutex);
2157         n = sp_lookup(sp, start, end);
2158         /* Take care of old policies in the same range. */
2159         while (n && n->start < end) {
2160                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2161                 if (n->start >= start) {
2162                         if (n->end <= end)
2163                                 sp_delete(sp, n);
2164                         else
2165                                 n->start = end;
2166                 } else {
2167                         /* Old policy spanning whole new range. */
2168                         if (n->end > end) {
2169                                 struct sp_node *new2;
2170                                 new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2171                                 if (!new2) {
2172                                         ret = -ENOMEM;
2173                                         goto out;
2174                                 }
2175                                 n->end = start;
2176                                 sp_insert(sp, new2);
2177                                 break;
2178                         } else
2179                                 n->end = start;
2180                 }
2181                 if (!next)
2182                         break;
2183                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2184         }
2185         if (new)
2186                 sp_insert(sp, new);
2187 out:
2188         mutex_unlock(&sp->mutex);
2189         return ret;
2190 }
2191
2192 /**
2193  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2194  * @sp: pointer to inode shared policy
2195  * @mpol:  struct mempolicy to install
2196  *
2197  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2198  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2199  * This must be released on exit.
2200  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2201  */
2202 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2203 {
2204         int ret;
2205
2206         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2207         mutex_init(&sp->mutex);
2208
2209         if (mpol) {
2210                 struct vm_area_struct pvma;
2211                 struct mempolicy *new;
2212                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2213
2214                 if (!scratch)
2215                         goto put_mpol;
2216                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2217                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2218                 if (IS_ERR(new))
2219                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2220
2221                 task_lock(current);
2222                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2223                 task_unlock(current);
2224                 if (ret)
2225                         goto put_new;
2226
2227                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2228                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2229                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2230                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2231
2232 put_new:
2233                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2234 free_scratch:
2235                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2236 put_mpol:
2237                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2238         }
2239 }
2240
2241 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2242                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2243 {
2244         int err;
2245         struct sp_node *new = NULL;
2246         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2247
2248         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2249                  vma->vm_pgoff,
2250                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2251                  npol ? npol->flags : -1,
2252                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2253
2254         if (npol) {
2255                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2256                 if (!new)
2257                         return -ENOMEM;
2258         }
2259         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2260         if (err && new)
2261                 sp_free(new);
2262         return err;
2263 }
2264
2265 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2266 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2267 {
2268         struct sp_node *n;
2269         struct rb_node *next;
2270
2271         if (!p->root.rb_node)
2272                 return;
2273         mutex_lock(&p->mutex);
2274         next = rb_first(&p->root);
2275         while (next) {
2276                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2277                 next = rb_next(&n->nd);
2278                 sp_delete(p, n);
2279         }
2280         mutex_unlock(&p->mutex);
2281 }
2282
2283 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2284 void __init numa_policy_init(void)
2285 {
2286         nodemask_t interleave_nodes;
2287         unsigned long largest = 0;
2288         int nid, prefer = 0;
2289
2290         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2291                                          sizeof(struct mempolicy),
2292                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2293
2294         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2295                                      sizeof(struct sp_node),
2296                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2297
2298         /*
2299          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2300          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2301          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2302          */
2303         nodes_clear(interleave_nodes);
2304         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2305                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2306
2307                 /* Preserve the largest node */
2308                 if (largest < total_pages) {
2309                         largest = total_pages;
2310                         prefer = nid;
2311                 }
2312
2313                 /* Interleave this node? */
2314                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2315                         node_set(nid, interleave_nodes);
2316         }
2317
2318         /* All too small, use the largest */
2319         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2320                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2321
2322         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2323                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2324 }
2325
2326 /* Reset policy of current process to default */
2327 void numa_default_policy(void)
2328 {
2329         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Parse and format mempolicy from/to strings
2334  */
2335
2336 /*
2337  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2338  */
2339 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2340 static const char * const policy_modes[] =
2341 {
2342         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2343         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2344         [MPOL_BIND]       = "bind",
2345         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2346         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2347 };
2348
2349
2350 #ifdef CONFIG_TMPFS
2351 /**
2352  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2353  * @str:  string containing mempolicy to parse
2354  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2355  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2356  *
2357  * Format of input:
2358  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2359  *
2360  * On success, returns 0, else 1
2361  */
2362 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int unused)
2363 {
2364         struct mempolicy *new = NULL;
2365         unsigned short mode;
2366         unsigned short mode_flags;
2367         nodemask_t nodes;
2368         char *nodelist = strchr(str, ':');
2369         char *flags = strchr(str, '=');
2370         int err = 1;
2371
2372         if (nodelist) {
2373                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2374                 *nodelist++ = '\0';
2375                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2376                         goto out;
2377                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2378                         goto out;
2379         } else
2380                 nodes_clear(nodes);
2381
2382         if (flags)
2383                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2384
2385         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2386                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2387                         break;
2388                 }
2389         }
2390         if (mode > MPOL_LOCAL)
2391                 goto out;
2392
2393         switch (mode) {
2394         case MPOL_PREFERRED:
2395                 /*
2396                  * Insist on a nodelist of one node only
2397                  */
2398                 if (nodelist) {
2399                         char *rest = nodelist;
2400                         while (isdigit(*rest))
2401                                 rest++;
2402                         if (*rest)
2403                                 goto out;
2404                 }
2405                 break;
2406         case MPOL_INTERLEAVE:
2407                 /*
2408                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2409                  */
2410                 if (!nodelist)
2411                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2412                 break;
2413         case MPOL_LOCAL:
2414                 /*
2415                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2416                  */
2417                 if (nodelist)
2418                         goto out;
2419                 mode = MPOL_PREFERRED;
2420                 break;
2421         case MPOL_DEFAULT:
2422                 /*
2423                  * Insist on a empty nodelist
2424                  */
2425                 if (!nodelist)
2426                         err = 0;
2427                 goto out;
2428         case MPOL_BIND:
2429                 /*
2430                  * Insist on a nodelist
2431                  */
2432                 if (!nodelist)
2433                         goto out;
2434         }
2435
2436         mode_flags = 0;
2437         if (flags) {
2438                 /*
2439                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2440                  * mode flags.
2441                  */
2442                 if (!strcmp(flags, "static"))
2443                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2444                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2445                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2446                 else
2447                         goto out;
2448         }
2449
2450         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2451         if (IS_ERR(new))
2452                 goto out;
2453
2454         /*
2455          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2456          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2457          */
2458         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2459                 new->v.nodes = nodes;
2460         else if (nodelist)
2461                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2462         else
2463                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2464
2465         /*
2466          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2467          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2468          */
2469         new->w.user_nodemask = nodes;
2470
2471         err = 0;
2472
2473 out:
2474         /* Restore string for error message */
2475         if (nodelist)
2476                 *--nodelist = ':';
2477         if (flags)
2478                 *--flags = '=';
2479         if (!err)
2480                 *mpol = new;
2481         return err;
2482 }
2483 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2484
2485 /**
2486  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2487  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2488  * @maxlen:  length of @buffer
2489  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2490  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2491  *
2492  * Convert a mempolicy into a string.
2493  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2494  * or an error (negative)
2495  */
2496 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int unused)
2497 {
2498         char *p = buffer;
2499         int l;
2500         nodemask_t nodes;
2501         unsigned short mode;
2502         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2503
2504         /*
2505          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2506          */
2507         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2508
2509         if (!pol || pol == &default_policy)
2510                 mode = MPOL_DEFAULT;
2511         else
2512                 mode = pol->mode;
2513
2514         switch (mode) {
2515         case MPOL_DEFAULT:
2516                 nodes_clear(nodes);
2517                 break;
2518
2519         case MPOL_PREFERRED:
2520                 nodes_clear(nodes);
2521                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2522                         mode = MPOL_LOCAL;
2523                 else
2524                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2525                 break;
2526
2527         case MPOL_BIND:
2528                 /* Fall through */
2529         case MPOL_INTERLEAVE:
2530                 nodes = pol->v.nodes;
2531                 break;
2532
2533         default:
2534                 return -EINVAL;
2535         }
2536
2537         l = strlen(policy_modes[mode]);
2538         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2539                 return -ENOSPC;
2540
2541         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2542         p += l;
2543
2544         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2545                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2546                         return -ENOSPC;
2547                 *p++ = '=';
2548
2549                 /*
2550                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2551                  */
2552                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2553                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2554                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2555                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2556         }
2557
2558         if (!nodes_empty(nodes)) {
2559                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2560                         return -ENOSPC;
2561                 *p++ = ':';
2562                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2563         }
2564         return p - buffer;
2565 }