ALSA: pcm: potential uninitialized return values
[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         err = 0;
889         if (nmask) {
890                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
891                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
892                 } else {
893                         task_lock(current);
894                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
895                         task_unlock(current);
896                 }
897         }
898
899  out:
900         mpol_cond_put(pol);
901         if (vma)
902                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
903         return err;
904 }
905
906 #ifdef CONFIG_MIGRATION
907 /*
908  * page migration
909  */
910 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
911                                 unsigned long flags)
912 {
913         /*
914          * Avoid migrating a page that is shared with others.
915          */
916         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
917                 if (!isolate_lru_page(page)) {
918                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
919                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
920                                             page_is_file_cache(page));
921                 }
922         }
923 }
924
925 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
926 {
927         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
928 }
929
930 /*
931  * Migrate pages from one node to a target node.
932  * Returns error or the number of pages not migrated.
933  */
934 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
935                            int flags)
936 {
937         nodemask_t nmask;
938         LIST_HEAD(pagelist);
939         int err = 0;
940
941         nodes_clear(nmask);
942         node_set(source, nmask);
943
944         /*
945          * This does not "check" the range but isolates all pages that
946          * need migration.  Between passing in the full user address
947          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
948          */
949         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
950         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
951                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
952
953         if (!list_empty(&pagelist)) {
954                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
955                                                         false, MIGRATE_SYNC);
956                 if (err)
957                         putback_lru_pages(&pagelist);
958         }
959
960         return err;
961 }
962
963 /*
964  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
965  * layout as much as possible.
966  *
967  * Returns the number of page that could not be moved.
968  */
969 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
970         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
971 {
972         int busy = 0;
973         int err;
974         nodemask_t tmp;
975
976         err = migrate_prep();
977         if (err)
978                 return err;
979
980         down_read(&mm->mmap_sem);
981
982         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
983         if (err)
984                 goto out;
985
986         /*
987          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
988          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
989          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
990          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
991          *
992          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
993          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
994          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
995          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
996          *
997          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
998          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
999          * (nothing left to migrate).
1000          *
1001          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1002          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1003          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1004          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1005          * before migrating outgoing memory source that same node.
1006          *
1007          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1008          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1009          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1010          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1011          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1012          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1013          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1014          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1015          */
1016
1017         tmp = *from_nodes;
1018         while (!nodes_empty(tmp)) {
1019                 int s,d;
1020                 int source = -1;
1021                 int dest = 0;
1022
1023                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1024                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1025                         if (s == d)
1026                                 continue;
1027
1028                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1029                         dest = d;
1030
1031                         /* dest not in remaining from nodes? */
1032                         if (!node_isset(dest, tmp))
1033                                 break;
1034                 }
1035                 if (source == -1)
1036                         break;
1037
1038                 node_clear(source, tmp);
1039                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1040                 if (err > 0)
1041                         busy += err;
1042                 if (err < 0)
1043                         break;
1044         }
1045 out:
1046         up_read(&mm->mmap_sem);
1047         if (err < 0)
1048                 return err;
1049         return busy;
1050
1051 }
1052
1053 /*
1054  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1055  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1056  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1057  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1058  * is in virtual address order.
1059  */
1060 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start, int **x)
1061 {
1062         struct vm_area_struct *vma;
1063         unsigned long uninitialized_var(address);
1064
1065         vma = find_vma(current->mm, start);
1066         while (vma) {
1067                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1068                 if (address != -EFAULT)
1069                         break;
1070                 vma = vma->vm_next;
1071         }
1072
1073         /*
1074          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1075          */
1076         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1077 }
1078 #else
1079
1080 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1081                                 unsigned long flags)
1082 {
1083 }
1084
1085 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1086         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1087 {
1088         return -ENOSYS;
1089 }
1090
1091 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start, int **x)
1092 {
1093         return NULL;
1094 }
1095 #endif
1096
1097 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1098                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1099                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1100 {
1101         struct mm_struct *mm = current->mm;
1102         struct mempolicy *new;
1103         unsigned long end;
1104         int err;
1105         LIST_HEAD(pagelist);
1106
1107         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1108                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1109                 return -EINVAL;
1110         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1111                 return -EPERM;
1112
1113         if (start & ~PAGE_MASK)
1114                 return -EINVAL;
1115
1116         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1117                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1118
1119         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1120         end = start + len;
1121
1122         if (end < start)
1123                 return -EINVAL;
1124         if (end == start)
1125                 return 0;
1126
1127         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1128         if (IS_ERR(new))
1129                 return PTR_ERR(new);
1130
1131         /*
1132          * If we are using the default policy then operation
1133          * on discontinuous address spaces is okay after all
1134          */
1135         if (!new)
1136                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1137
1138         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1139                  start, start + len, mode, mode_flags,
1140                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1141
1142         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1143
1144                 err = migrate_prep();
1145                 if (err)
1146                         goto mpol_out;
1147         }
1148         {
1149                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1150                 if (scratch) {
1151                         down_write(&mm->mmap_sem);
1152                         task_lock(current);
1153                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1154                         task_unlock(current);
1155                         if (err)
1156                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1157                 } else
1158                         err = -ENOMEM;
1159                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1160         }
1161         if (err)
1162                 goto mpol_out;
1163
1164         err = check_range(mm, start, end, nmask,
1165                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1166         if (!err) {
1167                 int nr_failed = 0;
1168
1169                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1170
1171                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1172                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page,
1173                                                 start, false, true);
1174                         if (nr_failed)
1175                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1176                 }
1177
1178                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1179                         err = -EIO;
1180         } else
1181                 putback_lru_pages(&pagelist);
1182
1183         up_write(&mm->mmap_sem);
1184  mpol_out:
1185         mpol_put(new);
1186         return err;
1187 }
1188
1189 /*
1190  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1191  */
1192
1193 /* Copy a node mask from user space. */
1194 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1195                      unsigned long maxnode)
1196 {
1197         unsigned long k;
1198         unsigned long nlongs;
1199         unsigned long endmask;
1200
1201         --maxnode;
1202         nodes_clear(*nodes);
1203         if (maxnode == 0 || !nmask)
1204                 return 0;
1205         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1206                 return -EINVAL;
1207
1208         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1209         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1210                 endmask = ~0UL;
1211         else
1212                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1213
1214         /* When the user specified more nodes than supported just check
1215            if the non supported part is all zero. */
1216         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1217                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1218                         return -EINVAL;
1219                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1220                         unsigned long t;
1221                         if (get_user(t, nmask + k))
1222                                 return -EFAULT;
1223                         if (k == nlongs - 1) {
1224                                 if (t & endmask)
1225                                         return -EINVAL;
1226                         } else if (t)
1227                                 return -EINVAL;
1228                 }
1229                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1230                 endmask = ~0UL;
1231         }
1232
1233         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1234                 return -EFAULT;
1235         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 /* Copy a kernel node mask to user space */
1240 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1241                               nodemask_t *nodes)
1242 {
1243         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1244         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1245
1246         if (copy > nbytes) {
1247                 if (copy > PAGE_SIZE)
1248                         return -EINVAL;
1249                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1250                         return -EFAULT;
1251                 copy = nbytes;
1252         }
1253         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1254 }
1255
1256 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1257                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1258                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1259 {
1260         nodemask_t nodes;
1261         int err;
1262         unsigned short mode_flags;
1263
1264         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1265         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1266         if (mode >= MPOL_MAX)
1267                 return -EINVAL;
1268         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1269             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1270                 return -EINVAL;
1271         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1272         if (err)
1273                 return err;
1274         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1275 }
1276
1277 /* Set the process memory policy */
1278 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1279                 unsigned long, maxnode)
1280 {
1281         int err;
1282         nodemask_t nodes;
1283         unsigned short flags;
1284
1285         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1286         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1287         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1288                 return -EINVAL;
1289         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1290                 return -EINVAL;
1291         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1292         if (err)
1293                 return err;
1294         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1295 }
1296
1297 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1298                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1299                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1300 {
1301         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1302         struct mm_struct *mm = NULL;
1303         struct task_struct *task;
1304         nodemask_t task_nodes;
1305         int err;
1306         nodemask_t *old;
1307         nodemask_t *new;
1308         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1309
1310         if (!scratch)
1311                 return -ENOMEM;
1312
1313         old = &scratch->mask1;
1314         new = &scratch->mask2;
1315
1316         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1317         if (err)
1318                 goto out;
1319
1320         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1321         if (err)
1322                 goto out;
1323
1324         /* Find the mm_struct */
1325         rcu_read_lock();
1326         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1327         if (!task) {
1328                 rcu_read_unlock();
1329                 err = -ESRCH;
1330                 goto out;
1331         }
1332         get_task_struct(task);
1333
1334         err = -EINVAL;
1335
1336         /*
1337          * Check if this process has the right to modify the specified
1338          * process. The right exists if the process has administrative
1339          * capabilities, superuser privileges or the same
1340          * userid as the target process.
1341          */
1342         tcred = __task_cred(task);
1343         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1344             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1345             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1346                 rcu_read_unlock();
1347                 err = -EPERM;
1348                 goto out_put;
1349         }
1350         rcu_read_unlock();
1351
1352         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1353         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1354         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1355                 err = -EPERM;
1356                 goto out_put;
1357         }
1358
1359         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1360                 err = -EINVAL;
1361                 goto out_put;
1362         }
1363
1364         err = security_task_movememory(task);
1365         if (err)
1366                 goto out_put;
1367
1368         mm = get_task_mm(task);
1369         put_task_struct(task);
1370
1371         if (!mm) {
1372                 err = -EINVAL;
1373                 goto out;
1374         }
1375
1376         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1377                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1378
1379         mmput(mm);
1380 out:
1381         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1382
1383         return err;
1384
1385 out_put:
1386         put_task_struct(task);
1387         goto out;
1388
1389 }
1390
1391
1392 /* Retrieve NUMA policy */
1393 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1394                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1395                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1396 {
1397         int err;
1398         int uninitialized_var(pval);
1399         nodemask_t nodes;
1400
1401         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1402                 return -EINVAL;
1403
1404         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1405
1406         if (err)
1407                 return err;
1408
1409         if (policy && put_user(pval, policy))
1410                 return -EFAULT;
1411
1412         if (nmask)
1413                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1414
1415         return err;
1416 }
1417
1418 #ifdef CONFIG_COMPAT
1419
1420 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1421                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1422                                      compat_ulong_t maxnode,
1423                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1424 {
1425         long err;
1426         unsigned long __user *nm = NULL;
1427         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1428         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1429
1430         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1431         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1432
1433         if (nmask)
1434                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1435
1436         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1437
1438         if (!err && nmask) {
1439                 unsigned long copy_size;
1440                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1441                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1442                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1443                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1444                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1445         }
1446
1447         return err;
1448 }
1449
1450 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1451                                      compat_ulong_t maxnode)
1452 {
1453         unsigned long __user *nm = NULL;
1454         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1455         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1456
1457         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1458         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1459
1460         if (nmask) {
1461                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1462                         return -EFAULT;
1463                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1464                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1465                         return -EFAULT;
1466         }
1467
1468         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1469 }
1470
1471 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1472                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1473                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1474 {
1475         unsigned long __user *nm = NULL;
1476         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1477         nodemask_t bm;
1478
1479         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1480         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1481
1482         if (nmask) {
1483                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1484                         return -EFAULT;
1485                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1486                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1487                         return -EFAULT;
1488         }
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                 /* a's ->flags is the same as b's */
2023                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2024                         return true;
2025                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2026         default:
2027                 BUG();
2028                 return 0;
2029         }
2030 }
2031
2032 /*
2033  * Shared memory backing store policy support.
2034  *
2035  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2036  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2037  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2038  * for any accesses to the tree.
2039  */
2040
2041 /* lookup first element intersecting start-end */
2042 /* Caller holds sp->mutex */
2043 static struct sp_node *
2044 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2045 {
2046         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2047
2048         while (n) {
2049                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2050
2051                 if (start >= p->end)
2052                         n = n->rb_right;
2053                 else if (end <= p->start)
2054                         n = n->rb_left;
2055                 else
2056                         break;
2057         }
2058         if (!n)
2059                 return NULL;
2060         for (;;) {
2061                 struct sp_node *w = NULL;
2062                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2063                 if (!prev)
2064                         break;
2065                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2066                 if (w->end <= start)
2067                         break;
2068                 n = prev;
2069         }
2070         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2071 }
2072
2073 /* Insert a new shared policy into the list. */
2074 /* Caller holds sp->lock */
2075 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2076 {
2077         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2078         struct rb_node *parent = NULL;
2079         struct sp_node *nd;
2080
2081         while (*p) {
2082                 parent = *p;
2083                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2084                 if (new->start < nd->start)
2085                         p = &(*p)->rb_left;
2086                 else if (new->end > nd->end)
2087                         p = &(*p)->rb_right;
2088                 else
2089                         BUG();
2090         }
2091         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2092         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2093         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2094                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2095 }
2096
2097 /* Find shared policy intersecting idx */
2098 struct mempolicy *
2099 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2100 {
2101         struct mempolicy *pol = NULL;
2102         struct sp_node *sn;
2103
2104         if (!sp->root.rb_node)
2105                 return NULL;
2106         mutex_lock(&sp->mutex);
2107         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2108         if (sn) {
2109                 mpol_get(sn->policy);
2110                 pol = sn->policy;
2111         }
2112         mutex_unlock(&sp->mutex);
2113         return pol;
2114 }
2115
2116 static void sp_free(struct sp_node *n)
2117 {
2118         mpol_put(n->policy);
2119         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2120 }
2121
2122 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2123 {
2124         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2125         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2126         sp_free(n);
2127 }
2128
2129 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2130                                 struct mempolicy *pol)
2131 {
2132         struct sp_node *n;
2133         struct mempolicy *newpol;
2134
2135         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2136         if (!n)
2137                 return NULL;
2138
2139         newpol = mpol_dup(pol);
2140         if (IS_ERR(newpol)) {
2141                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2142                 return NULL;
2143         }
2144         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2145
2146         n->start = start;
2147         n->end = end;
2148         n->policy = newpol;
2149
2150         return n;
2151 }
2152
2153 /* Replace a policy range. */
2154 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2155                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2156 {
2157         struct sp_node *n;
2158         int ret = 0;
2159
2160         mutex_lock(&sp->mutex);
2161         n = sp_lookup(sp, start, end);
2162         /* Take care of old policies in the same range. */
2163         while (n && n->start < end) {
2164                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2165                 if (n->start >= start) {
2166                         if (n->end <= end)
2167                                 sp_delete(sp, n);
2168                         else
2169                                 n->start = end;
2170                 } else {
2171                         /* Old policy spanning whole new range. */
2172                         if (n->end > end) {
2173                                 struct sp_node *new2;
2174                                 new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2175                                 if (!new2) {
2176                                         ret = -ENOMEM;
2177                                         goto out;
2178                                 }
2179                                 n->end = start;
2180                                 sp_insert(sp, new2);
2181                                 break;
2182                         } else
2183                                 n->end = start;
2184                 }
2185                 if (!next)
2186                         break;
2187                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2188         }
2189         if (new)
2190                 sp_insert(sp, new);
2191 out:
2192         mutex_unlock(&sp->mutex);
2193         return ret;
2194 }
2195
2196 /**
2197  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2198  * @sp: pointer to inode shared policy
2199  * @mpol:  struct mempolicy to install
2200  *
2201  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2202  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2203  * This must be released on exit.
2204  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2205  */
2206 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2207 {
2208         int ret;
2209
2210         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2211         mutex_init(&sp->mutex);
2212
2213         if (mpol) {
2214                 struct vm_area_struct pvma;
2215                 struct mempolicy *new;
2216                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2217
2218                 if (!scratch)
2219                         goto put_mpol;
2220                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2221                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2222                 if (IS_ERR(new))
2223                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2224
2225                 task_lock(current);
2226                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2227                 task_unlock(current);
2228                 if (ret)
2229                         goto put_new;
2230
2231                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2232                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2233                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2234                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2235
2236 put_new:
2237                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2238 free_scratch:
2239                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2240 put_mpol:
2241                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2242         }
2243 }
2244
2245 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2246                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2247 {
2248         int err;
2249         struct sp_node *new = NULL;
2250         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2251
2252         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2253                  vma->vm_pgoff,
2254                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2255                  npol ? npol->flags : -1,
2256                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2257
2258         if (npol) {
2259                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2260                 if (!new)
2261                         return -ENOMEM;
2262         }
2263         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2264         if (err && new)
2265                 sp_free(new);
2266         return err;
2267 }
2268
2269 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2270 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2271 {
2272         struct sp_node *n;
2273         struct rb_node *next;
2274
2275         if (!p->root.rb_node)
2276                 return;
2277         mutex_lock(&p->mutex);
2278         next = rb_first(&p->root);
2279         while (next) {
2280                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2281                 next = rb_next(&n->nd);
2282                 sp_delete(p, n);
2283         }
2284         mutex_unlock(&p->mutex);
2285 }
2286
2287 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2288 void __init numa_policy_init(void)
2289 {
2290         nodemask_t interleave_nodes;
2291         unsigned long largest = 0;
2292         int nid, prefer = 0;
2293
2294         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2295                                          sizeof(struct mempolicy),
2296                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2297
2298         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2299                                      sizeof(struct sp_node),
2300                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2301
2302         /*
2303          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2304          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2305          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2306          */
2307         nodes_clear(interleave_nodes);
2308         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2309                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2310
2311                 /* Preserve the largest node */
2312                 if (largest < total_pages) {
2313                         largest = total_pages;
2314                         prefer = nid;
2315                 }
2316
2317                 /* Interleave this node? */
2318                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2319                         node_set(nid, interleave_nodes);
2320         }
2321
2322         /* All too small, use the largest */
2323         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2324                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2325
2326         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2327                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2328 }
2329
2330 /* Reset policy of current process to default */
2331 void numa_default_policy(void)
2332 {
2333         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2334 }
2335
2336 /*
2337  * Parse and format mempolicy from/to strings
2338  */
2339
2340 /*
2341  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2342  */
2343 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2344 static const char * const policy_modes[] =
2345 {
2346         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2347         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2348         [MPOL_BIND]       = "bind",
2349         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2350         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2351 };
2352
2353
2354 #ifdef CONFIG_TMPFS
2355 /**
2356  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2357  * @str:  string containing mempolicy to parse
2358  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2359  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2360  *
2361  * Format of input:
2362  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2363  *
2364  * On success, returns 0, else 1
2365  */
2366 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int unused)
2367 {
2368         struct mempolicy *new = NULL;
2369         unsigned short mode;
2370         unsigned short mode_flags;
2371         nodemask_t nodes;
2372         char *nodelist = strchr(str, ':');
2373         char *flags = strchr(str, '=');
2374         int err = 1;
2375
2376         if (nodelist) {
2377                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2378                 *nodelist++ = '\0';
2379                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2380                         goto out;
2381                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2382                         goto out;
2383         } else
2384                 nodes_clear(nodes);
2385
2386         if (flags)
2387                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2388
2389         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2390                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2391                         break;
2392                 }
2393         }
2394         if (mode > MPOL_LOCAL)
2395                 goto out;
2396
2397         switch (mode) {
2398         case MPOL_PREFERRED:
2399                 /*
2400                  * Insist on a nodelist of one node only
2401                  */
2402                 if (nodelist) {
2403                         char *rest = nodelist;
2404                         while (isdigit(*rest))
2405                                 rest++;
2406                         if (*rest)
2407                                 goto out;
2408                 }
2409                 break;
2410         case MPOL_INTERLEAVE:
2411                 /*
2412                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2413                  */
2414                 if (!nodelist)
2415                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2416                 break;
2417         case MPOL_LOCAL:
2418                 /*
2419                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2420                  */
2421                 if (nodelist)
2422                         goto out;
2423                 mode = MPOL_PREFERRED;
2424                 break;
2425         case MPOL_DEFAULT:
2426                 /*
2427                  * Insist on a empty nodelist
2428                  */
2429                 if (!nodelist)
2430                         err = 0;
2431                 goto out;
2432         case MPOL_BIND:
2433                 /*
2434                  * Insist on a nodelist
2435                  */
2436                 if (!nodelist)
2437                         goto out;
2438         }
2439
2440         mode_flags = 0;
2441         if (flags) {
2442                 /*
2443                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2444                  * mode flags.
2445                  */
2446                 if (!strcmp(flags, "static"))
2447                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2448                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2449                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2450                 else
2451                         goto out;
2452         }
2453
2454         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2455         if (IS_ERR(new))
2456                 goto out;
2457
2458         /*
2459          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2460          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2461          */
2462         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2463                 new->v.nodes = nodes;
2464         else if (nodelist)
2465                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2466         else
2467                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2468
2469         /*
2470          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2471          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2472          */
2473         new->w.user_nodemask = nodes;
2474
2475         err = 0;
2476
2477 out:
2478         /* Restore string for error message */
2479         if (nodelist)
2480                 *--nodelist = ':';
2481         if (flags)
2482                 *--flags = '=';
2483         if (!err)
2484                 *mpol = new;
2485         return err;
2486 }
2487 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2488
2489 /**
2490  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2491  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2492  * @maxlen:  length of @buffer
2493  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2494  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2495  *
2496  * Convert a mempolicy into a string.
2497  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2498  * or an error (negative)
2499  */
2500 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int unused)
2501 {
2502         char *p = buffer;
2503         int l;
2504         nodemask_t nodes;
2505         unsigned short mode;
2506         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2507
2508         /*
2509          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2510          */
2511         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2512
2513         if (!pol || pol == &default_policy)
2514                 mode = MPOL_DEFAULT;
2515         else
2516                 mode = pol->mode;
2517
2518         switch (mode) {
2519         case MPOL_DEFAULT:
2520                 nodes_clear(nodes);
2521                 break;
2522
2523         case MPOL_PREFERRED:
2524                 nodes_clear(nodes);
2525                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2526                         mode = MPOL_LOCAL;
2527                 else
2528                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2529                 break;
2530
2531         case MPOL_BIND:
2532                 /* Fall through */
2533         case MPOL_INTERLEAVE:
2534                 nodes = pol->v.nodes;
2535                 break;
2536
2537         default:
2538                 return -EINVAL;
2539         }
2540
2541         l = strlen(policy_modes[mode]);
2542         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2543                 return -ENOSPC;
2544
2545         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2546         p += l;
2547
2548         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2549                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2550                         return -ENOSPC;
2551                 *p++ = '=';
2552
2553                 /*
2554                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2555                  */
2556                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2557                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2558                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2559                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2560         }
2561
2562         if (!nodes_empty(nodes)) {
2563                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2564                         return -ENOSPC;
2565                 *p++ = ':';
2566                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2567         }
2568         return p - buffer;
2569 }