a72fa33b31cdcb5db586fa053254abdfcd4a5843
[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 int
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 = 0;
574         struct vm_area_struct *vma, *prev;
575
576         vma = find_vma(mm, start);
577         if (!vma)
578                 return -EFAULT;
579         prev = NULL;
580         for (; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
581                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
582                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
583                                 return -EFAULT;
584                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
585                                 return -EFAULT;
586                 }
587                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
588                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
589                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
590                                 vma_migratable(vma)))) {
591                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
592
593                         if (endvma > end)
594                                 endvma = end;
595                         if (vma->vm_start > start)
596                                 start = vma->vm_start;
597                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
598                                                 flags, private);
599                         if (err)
600                                 break;
601                 }
602                 prev = vma;
603         }
604         return err;
605 }
606
607 /*
608  * Apply policy to a single VMA
609  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
610  */
611 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
612                                                 struct mempolicy *pol)
613 {
614         int err;
615         struct mempolicy *old;
616         struct mempolicy *new;
617
618         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
619                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
620                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
621                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
622
623         new = mpol_dup(pol);
624         if (IS_ERR(new))
625                 return PTR_ERR(new);
626
627         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
628                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
629                 if (err)
630                         goto err_out;
631         }
632
633         old = vma->vm_policy;
634         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
635         mpol_put(old);
636
637         return 0;
638  err_out:
639         mpol_put(new);
640         return err;
641 }
642
643 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
644 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
645                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
646 {
647         struct vm_area_struct *next;
648         struct vm_area_struct *prev;
649         struct vm_area_struct *vma;
650         int err = 0;
651         pgoff_t pgoff;
652         unsigned long vmstart;
653         unsigned long vmend;
654
655         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
656         if (!vma || vma->vm_start > start)
657                 return -EFAULT;
658
659         if (start > vma->vm_start)
660                 prev = vma;
661
662         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
663                 next = vma->vm_next;
664                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
665                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
666
667                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
668                         continue;
669
670                 pgoff = vma->vm_pgoff +
671                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
672                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
673                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
674                                   new_pol);
675                 if (prev) {
676                         vma = prev;
677                         next = vma->vm_next;
678                         continue;
679                 }
680                 if (vma->vm_start != vmstart) {
681                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
682                         if (err)
683                                 goto out;
684                 }
685                 if (vma->vm_end != vmend) {
686                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
687                         if (err)
688                                 goto out;
689                 }
690                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
691                 if (err)
692                         goto out;
693         }
694
695  out:
696         return err;
697 }
698
699 /*
700  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
701  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
702  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
703  *
704  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
705  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
706  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
707  *
708  * The above limitation is why this routine has the funny name
709  * mpol_fix_fork_child_flag().
710  *
711  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
712  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
713  * for use within this file.
714  */
715
716 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
717 {
718         if (p->mempolicy)
719                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
720         else
721                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
722 }
723
724 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
725 {
726         mpol_fix_fork_child_flag(current);
727 }
728
729 /* Set the process memory policy */
730 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
731                              nodemask_t *nodes)
732 {
733         struct mempolicy *new, *old;
734         struct mm_struct *mm = current->mm;
735         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
736         int ret;
737
738         if (!scratch)
739                 return -ENOMEM;
740
741         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
742         if (IS_ERR(new)) {
743                 ret = PTR_ERR(new);
744                 goto out;
745         }
746         /*
747          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
748          * is using it.
749          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
750          * with no 'mm'.
751          */
752         if (mm)
753                 down_write(&mm->mmap_sem);
754         task_lock(current);
755         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
756         if (ret) {
757                 task_unlock(current);
758                 if (mm)
759                         up_write(&mm->mmap_sem);
760                 mpol_put(new);
761                 goto out;
762         }
763         old = current->mempolicy;
764         current->mempolicy = new;
765         mpol_set_task_struct_flag();
766         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
767             nodes_weight(new->v.nodes))
768                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
769         task_unlock(current);
770         if (mm)
771                 up_write(&mm->mmap_sem);
772
773         mpol_put(old);
774         ret = 0;
775 out:
776         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
777         return ret;
778 }
779
780 /*
781  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
782  *
783  * Called with task's alloc_lock held
784  */
785 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
786 {
787         nodes_clear(*nodes);
788         if (p == &default_policy)
789                 return;
790
791         switch (p->mode) {
792         case MPOL_BIND:
793                 /* Fall through */
794         case MPOL_INTERLEAVE:
795                 *nodes = p->v.nodes;
796                 break;
797         case MPOL_PREFERRED:
798                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
799                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
800                 /* else return empty node mask for local allocation */
801                 break;
802         default:
803                 BUG();
804         }
805 }
806
807 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
808 {
809         struct page *p;
810         int err;
811
812         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
813         if (err >= 0) {
814                 err = page_to_nid(p);
815                 put_page(p);
816         }
817         return err;
818 }
819
820 /* Retrieve NUMA policy */
821 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
822                              unsigned long addr, unsigned long flags)
823 {
824         int err;
825         struct mm_struct *mm = current->mm;
826         struct vm_area_struct *vma = NULL;
827         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
828
829         if (flags &
830                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
831                 return -EINVAL;
832
833         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
834                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
835                         return -EINVAL;
836                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
837                 task_lock(current);
838                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
839                 task_unlock(current);
840                 return 0;
841         }
842
843         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
844                 /*
845                  * Do NOT fall back to task policy if the
846                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
847                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
848                  */
849                 down_read(&mm->mmap_sem);
850                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
851                 if (!vma) {
852                         up_read(&mm->mmap_sem);
853                         return -EFAULT;
854                 }
855                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
856                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
857                 else
858                         pol = vma->vm_policy;
859         } else if (addr)
860                 return -EINVAL;
861
862         if (!pol)
863                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
864
865         if (flags & MPOL_F_NODE) {
866                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
867                         err = lookup_node(mm, addr);
868                         if (err < 0)
869                                 goto out;
870                         *policy = err;
871                 } else if (pol == current->mempolicy &&
872                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
873                         *policy = current->il_next;
874                 } else {
875                         err = -EINVAL;
876                         goto out;
877                 }
878         } else {
879                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
880                                                 pol->mode;
881                 /*
882                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
883                  * the policy to userspace.
884                  */
885                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
886         }
887
888         if (vma) {
889                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
890                 vma = NULL;
891         }
892
893         err = 0;
894         if (nmask) {
895                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
896                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
897                 } else {
898                         task_lock(current);
899                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
900                         task_unlock(current);
901                 }
902         }
903
904  out:
905         mpol_cond_put(pol);
906         if (vma)
907                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
908         return err;
909 }
910
911 #ifdef CONFIG_MIGRATION
912 /*
913  * page migration
914  */
915 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
916                                 unsigned long flags)
917 {
918         /*
919          * Avoid migrating a page that is shared with others.
920          */
921         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
922                 if (!isolate_lru_page(page)) {
923                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
924                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
925                                             page_is_file_cache(page));
926                 }
927         }
928 }
929
930 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
931 {
932         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
933 }
934
935 /*
936  * Migrate pages from one node to a target node.
937  * Returns error or the number of pages not migrated.
938  */
939 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
940                            int flags)
941 {
942         nodemask_t nmask;
943         LIST_HEAD(pagelist);
944         int err = 0;
945
946         nodes_clear(nmask);
947         node_set(source, nmask);
948
949         /*
950          * This does not "check" the range but isolates all pages that
951          * need migration.  Between passing in the full user address
952          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
953          */
954         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
955         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
956                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
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 by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
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_page(struct page *page, unsigned long start, int **x)
1066 {
1067         struct vm_area_struct *vma;
1068         unsigned long uninitialized_var(address);
1069
1070         vma = find_vma(current->mm, start);
1071         while (vma) {
1072                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1073                 if (address != -EFAULT)
1074                         break;
1075                 vma = vma->vm_next;
1076         }
1077
1078         /*
1079          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1080          */
1081         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1082 }
1083 #else
1084
1085 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1086                                 unsigned long flags)
1087 {
1088 }
1089
1090 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1091         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1092 {
1093         return -ENOSYS;
1094 }
1095
1096 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start, int **x)
1097 {
1098         return NULL;
1099 }
1100 #endif
1101
1102 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1103                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1104                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1105 {
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         err = check_range(mm, start, end, nmask,
1170                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1171         if (!err) {
1172                 int nr_failed = 0;
1173
1174                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1175
1176                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1177                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page,
1178                                                 start, false, true);
1179                         if (nr_failed)
1180                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1181                 }
1182
1183                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1184                         err = -EIO;
1185         } else
1186                 putback_lru_pages(&pagelist);
1187
1188         up_write(&mm->mmap_sem);
1189  mpol_out:
1190         mpol_put(new);
1191         return err;
1192 }
1193
1194 /*
1195  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1196  */
1197
1198 /* Copy a node mask from user space. */
1199 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1200                      unsigned long maxnode)
1201 {
1202         unsigned long k;
1203         unsigned long nlongs;
1204         unsigned long endmask;
1205
1206         --maxnode;
1207         nodes_clear(*nodes);
1208         if (maxnode == 0 || !nmask)
1209                 return 0;
1210         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1211                 return -EINVAL;
1212
1213         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1214         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1215                 endmask = ~0UL;
1216         else
1217                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1218
1219         /* When the user specified more nodes than supported just check
1220            if the non supported part is all zero. */
1221         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1222                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1223                         return -EINVAL;
1224                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1225                         unsigned long t;
1226                         if (get_user(t, nmask + k))
1227                                 return -EFAULT;
1228                         if (k == nlongs - 1) {
1229                                 if (t & endmask)
1230                                         return -EINVAL;
1231                         } else if (t)
1232                                 return -EINVAL;
1233                 }
1234                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1235                 endmask = ~0UL;
1236         }
1237
1238         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1239                 return -EFAULT;
1240         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1241         return 0;
1242 }
1243
1244 /* Copy a kernel node mask to user space */
1245 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1246                               nodemask_t *nodes)
1247 {
1248         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1249         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1250
1251         if (copy > nbytes) {
1252                 if (copy > PAGE_SIZE)
1253                         return -EINVAL;
1254                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1255                         return -EFAULT;
1256                 copy = nbytes;
1257         }
1258         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1259 }
1260
1261 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1262                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1263                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1264 {
1265         nodemask_t nodes;
1266         int err;
1267         unsigned short mode_flags;
1268
1269         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1270         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1271         if (mode >= MPOL_MAX)
1272                 return -EINVAL;
1273         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1274             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1275                 return -EINVAL;
1276         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1277         if (err)
1278                 return err;
1279         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1280 }
1281
1282 /* Set the process memory policy */
1283 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1284                 unsigned long, maxnode)
1285 {
1286         int err;
1287         nodemask_t nodes;
1288         unsigned short flags;
1289
1290         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1291         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1292         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1293                 return -EINVAL;
1294         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1295                 return -EINVAL;
1296         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1297         if (err)
1298                 return err;
1299         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1300 }
1301
1302 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1303                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1304                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1305 {
1306         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1307         struct mm_struct *mm = NULL;
1308         struct task_struct *task;
1309         nodemask_t task_nodes;
1310         int err;
1311         nodemask_t *old;
1312         nodemask_t *new;
1313         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1314
1315         if (!scratch)
1316                 return -ENOMEM;
1317
1318         old = &scratch->mask1;
1319         new = &scratch->mask2;
1320
1321         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1322         if (err)
1323                 goto out;
1324
1325         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1326         if (err)
1327                 goto out;
1328
1329         /* Find the mm_struct */
1330         rcu_read_lock();
1331         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1332         if (!task) {
1333                 rcu_read_unlock();
1334                 err = -ESRCH;
1335                 goto out;
1336         }
1337         mm = get_task_mm(task);
1338         rcu_read_unlock();
1339
1340         err = -EINVAL;
1341         if (!mm)
1342                 goto out;
1343
1344         /*
1345          * Check if this process has the right to modify the specified
1346          * process. The right exists if the process has administrative
1347          * capabilities, superuser privileges or the same
1348          * userid as the target process.
1349          */
1350         rcu_read_lock();
1351         tcred = __task_cred(task);
1352         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1353             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1354             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1355                 rcu_read_unlock();
1356                 err = -EPERM;
1357                 goto out;
1358         }
1359         rcu_read_unlock();
1360
1361         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1362         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1363         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1364                 err = -EPERM;
1365                 goto out;
1366         }
1367
1368         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1369                 err = -EINVAL;
1370                 goto out;
1371         }
1372
1373         err = security_task_movememory(task);
1374         if (err)
1375                 goto out;
1376
1377         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1378                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1379 out:
1380         if (mm)
1381                 mmput(mm);
1382         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1383
1384         return err;
1385 }
1386
1387
1388 /* Retrieve NUMA policy */
1389 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1390                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1391                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1392 {
1393         int err;
1394         int uninitialized_var(pval);
1395         nodemask_t nodes;
1396
1397         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1398                 return -EINVAL;
1399
1400         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1401
1402         if (err)
1403                 return err;
1404
1405         if (policy && put_user(pval, policy))
1406                 return -EFAULT;
1407
1408         if (nmask)
1409                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1410
1411         return err;
1412 }
1413
1414 #ifdef CONFIG_COMPAT
1415
1416 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1417                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1418                                      compat_ulong_t maxnode,
1419                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1420 {
1421         long err;
1422         unsigned long __user *nm = NULL;
1423         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1424         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1425
1426         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1427         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1428
1429         if (nmask)
1430                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1431
1432         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1433
1434         if (!err && nmask) {
1435                 unsigned long copy_size;
1436                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1437                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1438                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1439                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1440                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1441         }
1442
1443         return err;
1444 }
1445
1446 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1447                                      compat_ulong_t maxnode)
1448 {
1449         long err = 0;
1450         unsigned long __user *nm = NULL;
1451         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1452         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1453
1454         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1455         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1456
1457         if (nmask) {
1458                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1459                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1460                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1461         }
1462
1463         if (err)
1464                 return -EFAULT;
1465
1466         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1467 }
1468
1469 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1470                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1471                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1472 {
1473         long err = 0;
1474         unsigned long __user *nm = NULL;
1475         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1476         nodemask_t bm;
1477
1478         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1479         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1480
1481         if (nmask) {
1482                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1483                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1484                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1485         }
1486
1487         if (err)
1488                 return -EFAULT;
1489
1490         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1491 }
1492
1493 #endif
1494
1495 /*
1496  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1497  * @task - task for fallback if vma policy == default
1498  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1499  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1500  *
1501  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1502  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1503  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1504  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1505  * the caller.
1506  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1507  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1508  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1509  * extra reference for shared policies.
1510  */
1511 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1512                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1513 {
1514         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1515
1516         if (vma) {
1517                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1518                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1519                                                                         addr);
1520                         if (vpol)
1521                                 pol = vpol;
1522                 } else if (vma->vm_policy) {
1523                         pol = vma->vm_policy;
1524
1525                         /*
1526                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1527                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1528                          * count on these policies which will be dropped by
1529                          * mpol_cond_put() later
1530                          */
1531                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1532                                 mpol_get(pol);
1533                 }
1534         }
1535         if (!pol)
1536                 pol = &default_policy;
1537         return pol;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1542  * page allocation
1543  */
1544 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1545 {
1546         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1547         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1548                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1549                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1550                 return &policy->v.nodes;
1551
1552         return NULL;
1553 }
1554
1555 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1556 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1557         int nd)
1558 {
1559         switch (policy->mode) {
1560         case MPOL_PREFERRED:
1561                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1562                         nd = policy->v.preferred_node;
1563                 break;
1564         case MPOL_BIND:
1565                 /*
1566                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1567                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1568                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1569                  * the first node in the mask instead.
1570                  */
1571                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1572                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1573                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1574                 break;
1575         default:
1576                 BUG();
1577         }
1578         return node_zonelist(nd, gfp);
1579 }
1580
1581 /* Do dynamic interleaving for a process */
1582 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1583 {
1584         unsigned nid, next;
1585         struct task_struct *me = current;
1586
1587         nid = me->il_next;
1588         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1589         if (next >= MAX_NUMNODES)
1590                 next = first_node(policy->v.nodes);
1591         if (next < MAX_NUMNODES)
1592                 me->il_next = next;
1593         return nid;
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1598  * next slab entry.
1599  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1600  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1601  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1602  * such protection.
1603  */
1604 unsigned slab_node(void)
1605 {
1606         struct mempolicy *policy;
1607
1608         if (in_interrupt())
1609                 return numa_node_id();
1610
1611         policy = current->mempolicy;
1612         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1613                 return numa_node_id();
1614
1615         switch (policy->mode) {
1616         case MPOL_PREFERRED:
1617                 /*
1618                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1619                  */
1620                 return policy->v.preferred_node;
1621
1622         case MPOL_INTERLEAVE:
1623                 return interleave_nodes(policy);
1624
1625         case MPOL_BIND: {
1626                 /*
1627                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1628                  * first node.
1629                  */
1630                 struct zonelist *zonelist;
1631                 struct zone *zone;
1632                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1633                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1634                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1635                                                         &policy->v.nodes,
1636                                                         &zone);
1637                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1638         }
1639
1640         default:
1641                 BUG();
1642         }
1643 }
1644
1645 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1646 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1647                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1648 {
1649         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1650         unsigned target;
1651         int c;
1652         int nid = -1;
1653
1654         if (!nnodes)
1655                 return numa_node_id();
1656         target = (unsigned int)off % nnodes;
1657         c = 0;
1658         do {
1659                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1660                 c++;
1661         } while (c <= target);
1662         return nid;
1663 }
1664
1665 /* Determine a node number for interleave */
1666 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1667                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1668 {
1669         if (vma) {
1670                 unsigned long off;
1671
1672                 /*
1673                  * for small pages, there is no difference between
1674                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1675                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1676                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1677                  * a useful offset.
1678                  */
1679                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1680                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1681                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1682                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1683         } else
1684                 return interleave_nodes(pol);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1689  * (returns -1 if nodemask is empty)
1690  */
1691 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1692 {
1693         int w, bit = -1;
1694
1695         w = nodes_weight(*maskp);
1696         if (w)
1697                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1698                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1699         return bit;
1700 }
1701
1702 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1703 /*
1704  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1705  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1706  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1707  * @gfp_flags = for requested zone
1708  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1709  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1710  *
1711  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1712  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1713  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1714  * @nodemask for filtering the zonelist.
1715  *
1716  * Must be protected by get_mems_allowed()
1717  */
1718 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1719                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1720                                 nodemask_t **nodemask)
1721 {
1722         struct zonelist *zl;
1723
1724         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1725         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1726
1727         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1728                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1729                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1730         } else {
1731                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1732                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1733                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1734         }
1735         return zl;
1736 }
1737
1738 /*
1739  * init_nodemask_of_mempolicy
1740  *
1741  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1742  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1743  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1744  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1745  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1746  * of non-default mempolicy.
1747  *
1748  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1749  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1750  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1751  *
1752  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1753  */
1754 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1755 {
1756         struct mempolicy *mempolicy;
1757         int nid;
1758
1759         if (!(mask && current->mempolicy))
1760                 return false;
1761
1762         task_lock(current);
1763         mempolicy = current->mempolicy;
1764         switch (mempolicy->mode) {
1765         case MPOL_PREFERRED:
1766                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1767                         nid = numa_node_id();
1768                 else
1769                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1770                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1771                 break;
1772
1773         case MPOL_BIND:
1774                 /* Fall through */
1775         case MPOL_INTERLEAVE:
1776                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1777                 break;
1778
1779         default:
1780                 BUG();
1781         }
1782         task_unlock(current);
1783
1784         return true;
1785 }
1786 #endif
1787
1788 /*
1789  * mempolicy_nodemask_intersects
1790  *
1791  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1792  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1793  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1794  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1795  *
1796  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1797  */
1798 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1799                                         const nodemask_t *mask)
1800 {
1801         struct mempolicy *mempolicy;
1802         bool ret = true;
1803
1804         if (!mask)
1805                 return ret;
1806         task_lock(tsk);
1807         mempolicy = tsk->mempolicy;
1808         if (!mempolicy)
1809                 goto out;
1810
1811         switch (mempolicy->mode) {
1812         case MPOL_PREFERRED:
1813                 /*
1814                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1815                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1816                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1817                  * nodes in mask.
1818                  */
1819                 break;
1820         case MPOL_BIND:
1821         case MPOL_INTERLEAVE:
1822                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1823                 break;
1824         default:
1825                 BUG();
1826         }
1827 out:
1828         task_unlock(tsk);
1829         return ret;
1830 }
1831
1832 /* Allocate a page in interleaved policy.
1833    Own path because it needs to do special accounting. */
1834 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1835                                         unsigned nid)
1836 {
1837         struct zonelist *zl;
1838         struct page *page;
1839
1840         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1841         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1842         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1843                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1844         return page;
1845 }
1846
1847 /**
1848  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1849  *
1850  *      @gfp:
1851  *      %GFP_USER    user allocation.
1852  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1853  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1854  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1855  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1856  *
1857  *      @order:Order of the GFP allocation.
1858  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1859  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1860  *
1861  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1862  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1863  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1864  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1865  *      all allocations for pages that will be mapped into
1866  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1867  *
1868  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1869  */
1870 struct page *
1871 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1872                 unsigned long addr, int node)
1873 {
1874         struct mempolicy *pol;
1875         struct zonelist *zl;
1876         struct page *page;
1877         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1878
1879 retry_cpuset:
1880         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1881         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1882
1883         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1884                 unsigned nid;
1885
1886                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1887                 mpol_cond_put(pol);
1888                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1889                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1890                         goto retry_cpuset;
1891
1892                 return page;
1893         }
1894         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1895         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1896                 /*
1897                  * slow path: ref counted shared policy
1898                  */
1899                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1900                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1901                 __mpol_put(pol);
1902                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1903                         goto retry_cpuset;
1904                 return page;
1905         }
1906         /*
1907          * fast path:  default or task policy
1908          */
1909         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1910                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1911         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1912                 goto retry_cpuset;
1913         return page;
1914 }
1915
1916 /**
1917  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1918  *
1919  *      @gfp:
1920  *              %GFP_USER   user allocation,
1921  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1922  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1923  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1924  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1925  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1926  *
1927  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1928  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1929  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1930  *
1931  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1932  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1933  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1934  */
1935 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1936 {
1937         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1938         struct page *page;
1939         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1940
1941         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1942                 pol = &default_policy;
1943
1944 retry_cpuset:
1945         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1946
1947         /*
1948          * No reference counting needed for current->mempolicy
1949          * nor system default_policy
1950          */
1951         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1952                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1953         else
1954                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1955                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1956                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1957
1958         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1959                 goto retry_cpuset;
1960
1961         return page;
1962 }
1963 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1964
1965 /*
1966  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1967  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1968  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1969  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1970  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1971  *
1972  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1973  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1974  */
1975
1976 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1977 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1978 {
1979         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1980
1981         if (!new)
1982                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1983
1984         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1985         if (old == current->mempolicy) {
1986                 task_lock(current);
1987                 *new = *old;
1988                 task_unlock(current);
1989         } else
1990                 *new = *old;
1991
1992         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1993                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1994                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1995                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1996                 else
1997                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1998         }
1999         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2000         return new;
2001 }
2002
2003 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2004 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2005 {
2006         if (!a || !b)
2007                 return 0;
2008         if (a->mode != b->mode)
2009                 return 0;
2010         if (a->flags != b->flags)
2011                 return 0;
2012         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2013                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2014                         return 0;
2015
2016         switch (a->mode) {
2017         case MPOL_BIND:
2018                 /* Fall through */
2019         case MPOL_INTERLEAVE:
2020                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2021         case MPOL_PREFERRED:
2022                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2023         default:
2024                 BUG();
2025                 return 0;
2026         }
2027 }
2028
2029 /*
2030  * Shared memory backing store policy support.
2031  *
2032  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2033  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2034  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2035  * for any accesses to the tree.
2036  */
2037
2038 /* lookup first element intersecting start-end */
2039 /* Caller holds sp->mutex */
2040 static struct sp_node *
2041 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2042 {
2043         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2044
2045         while (n) {
2046                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2047
2048                 if (start >= p->end)
2049                         n = n->rb_right;
2050                 else if (end <= p->start)
2051                         n = n->rb_left;
2052                 else
2053                         break;
2054         }
2055         if (!n)
2056                 return NULL;
2057         for (;;) {
2058                 struct sp_node *w = NULL;
2059                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2060                 if (!prev)
2061                         break;
2062                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2063                 if (w->end <= start)
2064                         break;
2065                 n = prev;
2066         }
2067         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2068 }
2069
2070 /* Insert a new shared policy into the list. */
2071 /* Caller holds sp->lock */
2072 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2073 {
2074         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2075         struct rb_node *parent = NULL;
2076         struct sp_node *nd;
2077
2078         while (*p) {
2079                 parent = *p;
2080                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2081                 if (new->start < nd->start)
2082                         p = &(*p)->rb_left;
2083                 else if (new->end > nd->end)
2084                         p = &(*p)->rb_right;
2085                 else
2086                         BUG();
2087         }
2088         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2089         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2090         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2091                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2092 }
2093
2094 /* Find shared policy intersecting idx */
2095 struct mempolicy *
2096 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2097 {
2098         struct mempolicy *pol = NULL;
2099         struct sp_node *sn;
2100
2101         if (!sp->root.rb_node)
2102                 return NULL;
2103         mutex_lock(&sp->mutex);
2104         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2105         if (sn) {
2106                 mpol_get(sn->policy);
2107                 pol = sn->policy;
2108         }
2109         mutex_unlock(&sp->mutex);
2110         return pol;
2111 }
2112
2113 static void sp_free(struct sp_node *n)
2114 {
2115         mpol_put(n->policy);
2116         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2117 }
2118
2119 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2120 {
2121         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2122         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2123         sp_free(n);
2124 }
2125
2126 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2127                                 struct mempolicy *pol)
2128 {
2129         struct sp_node *n;
2130         struct mempolicy *newpol;
2131
2132         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2133         if (!n)
2134                 return NULL;
2135
2136         newpol = mpol_dup(pol);
2137         if (IS_ERR(newpol)) {
2138                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2139                 return NULL;
2140         }
2141         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2142
2143         n->start = start;
2144         n->end = end;
2145         n->policy = newpol;
2146
2147         return n;
2148 }
2149
2150 /* Replace a policy range. */
2151 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2152                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2153 {
2154         struct sp_node *n;
2155         int ret = 0;
2156
2157         mutex_lock(&sp->mutex);
2158         n = sp_lookup(sp, start, end);
2159         /* Take care of old policies in the same range. */
2160         while (n && n->start < end) {
2161                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2162                 if (n->start >= start) {
2163                         if (n->end <= end)
2164                                 sp_delete(sp, n);
2165                         else
2166                                 n->start = end;
2167                 } else {
2168                         /* Old policy spanning whole new range. */
2169                         if (n->end > end) {
2170                                 struct sp_node *new2;
2171                                 new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2172                                 if (!new2) {
2173                                         ret = -ENOMEM;
2174                                         goto out;
2175                                 }
2176                                 n->end = start;
2177                                 sp_insert(sp, new2);
2178                                 break;
2179                         } else
2180                                 n->end = start;
2181                 }
2182                 if (!next)
2183                         break;
2184                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2185         }
2186         if (new)
2187                 sp_insert(sp, new);
2188 out:
2189         mutex_unlock(&sp->mutex);
2190         return ret;
2191 }
2192
2193 /**
2194  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2195  * @sp: pointer to inode shared policy
2196  * @mpol:  struct mempolicy to install
2197  *
2198  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2199  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2200  * This must be released on exit.
2201  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2202  */
2203 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2204 {
2205         int ret;
2206
2207         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2208         mutex_init(&sp->mutex);
2209
2210         if (mpol) {
2211                 struct vm_area_struct pvma;
2212                 struct mempolicy *new;
2213                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2214
2215                 if (!scratch)
2216                         goto put_mpol;
2217                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2218                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2219                 if (IS_ERR(new))
2220                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2221
2222                 task_lock(current);
2223                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2224                 task_unlock(current);
2225                 if (ret)
2226                         goto put_new;
2227
2228                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2229                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2230                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2231                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2232
2233 put_new:
2234                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2235 free_scratch:
2236                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2237 put_mpol:
2238                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2239         }
2240 }
2241
2242 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2243                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2244 {
2245         int err;
2246         struct sp_node *new = NULL;
2247         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2248
2249         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2250                  vma->vm_pgoff,
2251                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2252                  npol ? npol->flags : -1,
2253                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2254
2255         if (npol) {
2256                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2257                 if (!new)
2258                         return -ENOMEM;
2259         }
2260         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2261         if (err && new)
2262                 sp_free(new);
2263         return err;
2264 }
2265
2266 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2267 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2268 {
2269         struct sp_node *n;
2270         struct rb_node *next;
2271
2272         if (!p->root.rb_node)
2273                 return;
2274         mutex_lock(&p->mutex);
2275         next = rb_first(&p->root);
2276         while (next) {
2277                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2278                 next = rb_next(&n->nd);
2279                 sp_delete(p, n);
2280         }
2281         mutex_unlock(&p->mutex);
2282 }
2283
2284 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2285 void __init numa_policy_init(void)
2286 {
2287         nodemask_t interleave_nodes;
2288         unsigned long largest = 0;
2289         int nid, prefer = 0;
2290
2291         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2292                                          sizeof(struct mempolicy),
2293                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2294
2295         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2296                                      sizeof(struct sp_node),
2297                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2298
2299         /*
2300          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2301          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2302          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2303          */
2304         nodes_clear(interleave_nodes);
2305         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2306                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2307
2308                 /* Preserve the largest node */
2309                 if (largest < total_pages) {
2310                         largest = total_pages;
2311                         prefer = nid;
2312                 }
2313
2314                 /* Interleave this node? */
2315                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2316                         node_set(nid, interleave_nodes);
2317         }
2318
2319         /* All too small, use the largest */
2320         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2321                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2322
2323         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2324                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2325 }
2326
2327 /* Reset policy of current process to default */
2328 void numa_default_policy(void)
2329 {
2330         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Parse and format mempolicy from/to strings
2335  */
2336
2337 /*
2338  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2339  */
2340 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2341 static const char * const policy_modes[] =
2342 {
2343         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2344         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2345         [MPOL_BIND]       = "bind",
2346         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2347         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2348 };
2349
2350
2351 #ifdef CONFIG_TMPFS
2352 /**
2353  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2354  * @str:  string containing mempolicy to parse
2355  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2356  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2357  *
2358  * Format of input:
2359  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2360  *
2361  * On success, returns 0, else 1
2362  */
2363 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int unused)
2364 {
2365         struct mempolicy *new = NULL;
2366         unsigned short mode;
2367         unsigned short mode_flags;
2368         nodemask_t nodes;
2369         char *nodelist = strchr(str, ':');
2370         char *flags = strchr(str, '=');
2371         int err = 1;
2372
2373         if (nodelist) {
2374                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2375                 *nodelist++ = '\0';
2376                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2377                         goto out;
2378                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2379                         goto out;
2380         } else
2381                 nodes_clear(nodes);
2382
2383         if (flags)
2384                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2385
2386         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2387                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2388                         break;
2389                 }
2390         }
2391         if (mode > MPOL_LOCAL)
2392                 goto out;
2393
2394         switch (mode) {
2395         case MPOL_PREFERRED:
2396                 /*
2397                  * Insist on a nodelist of one node only
2398                  */
2399                 if (nodelist) {
2400                         char *rest = nodelist;
2401                         while (isdigit(*rest))
2402                                 rest++;
2403                         if (*rest)
2404                                 goto out;
2405                 }
2406                 break;
2407         case MPOL_INTERLEAVE:
2408                 /*
2409                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2410                  */
2411                 if (!nodelist)
2412                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2413                 break;
2414         case MPOL_LOCAL:
2415                 /*
2416                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2417                  */
2418                 if (nodelist)
2419                         goto out;
2420                 mode = MPOL_PREFERRED;
2421                 break;
2422         case MPOL_DEFAULT:
2423                 /*
2424                  * Insist on a empty nodelist
2425                  */
2426                 if (!nodelist)
2427                         err = 0;
2428                 goto out;
2429         case MPOL_BIND:
2430                 /*
2431                  * Insist on a nodelist
2432                  */
2433                 if (!nodelist)
2434                         goto out;
2435         }
2436
2437         mode_flags = 0;
2438         if (flags) {
2439                 /*
2440                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2441                  * mode flags.
2442                  */
2443                 if (!strcmp(flags, "static"))
2444                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2445                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2446                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2447                 else
2448                         goto out;
2449         }
2450
2451         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2452         if (IS_ERR(new))
2453                 goto out;
2454
2455         /*
2456          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2457          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2458          */
2459         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2460                 new->v.nodes = nodes;
2461         else if (nodelist)
2462                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2463         else
2464                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2465
2466         /*
2467          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2468          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2469          */
2470         new->w.user_nodemask = nodes;
2471
2472         err = 0;
2473
2474 out:
2475         /* Restore string for error message */
2476         if (nodelist)
2477                 *--nodelist = ':';
2478         if (flags)
2479                 *--flags = '=';
2480         if (!err)
2481                 *mpol = new;
2482         return err;
2483 }
2484 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2485
2486 /**
2487  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2488  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2489  * @maxlen:  length of @buffer
2490  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2491  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2492  *
2493  * Convert a mempolicy into a string.
2494  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2495  * or an error (negative)
2496  */
2497 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int unused)
2498 {
2499         char *p = buffer;
2500         int l;
2501         nodemask_t nodes;
2502         unsigned short mode;
2503         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2504
2505         /*
2506          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2507          */
2508         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2509
2510         if (!pol || pol == &default_policy)
2511                 mode = MPOL_DEFAULT;
2512         else
2513                 mode = pol->mode;
2514
2515         switch (mode) {
2516         case MPOL_DEFAULT:
2517                 nodes_clear(nodes);
2518                 break;
2519
2520         case MPOL_PREFERRED:
2521                 nodes_clear(nodes);
2522                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2523                         mode = MPOL_LOCAL;
2524                 else
2525                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2526                 break;
2527
2528         case MPOL_BIND:
2529                 /* Fall through */
2530         case MPOL_INTERLEAVE:
2531                 nodes = pol->v.nodes;
2532                 break;
2533
2534         default:
2535                 return -EINVAL;
2536         }
2537
2538         l = strlen(policy_modes[mode]);
2539         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2540                 return -ENOSPC;
2541
2542         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2543         p += l;
2544
2545         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2546                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2547                         return -ENOSPC;
2548                 *p++ = '=';
2549
2550                 /*
2551                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2552                  */
2553                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2554                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2555                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2556                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2557         }
2558
2559         if (!nodes_empty(nodes)) {
2560                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2561                         return -ENOSPC;
2562                 *p++ = ':';
2563                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2564         }
2565         return p - buffer;
2566 }