Merge branches 'pm-cpufreq' and 'pm-sleep' containing PM fixes
[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 NUMA_NO_NODE 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 #include <linux/mmu_notifier.h>
94
95 #include <asm/tlbflush.h>
96 #include <asm/uaccess.h>
97 #include <linux/random.h>
98
99 #include "internal.h"
100
101 /* Internal flags */
102 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
103 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
104
105 static struct kmem_cache *policy_cache;
106 static struct kmem_cache *sn_cache;
107
108 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
109    policied. */
110 enum zone_type policy_zone = 0;
111
112 /*
113  * run-time system-wide default policy => local allocation
114  */
115 static struct mempolicy default_policy = {
116         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
117         .mode = MPOL_PREFERRED,
118         .flags = MPOL_F_LOCAL,
119 };
120
121 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
122
123 static struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
124 {
125         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
126
127         if (!pol) {
128                 int node = numa_node_id();
129
130                 if (node != NUMA_NO_NODE) {
131                         pol = &preferred_node_policy[node];
132                         /*
133                          * preferred_node_policy is not initialised early in
134                          * boot
135                          */
136                         if (!pol->mode)
137                                 pol = NULL;
138                 }
139         }
140
141         return pol;
142 }
143
144 static const struct mempolicy_operations {
145         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
146         /*
147          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
148          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
149          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
150          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
151          * page.
152          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
153          * rebind directly.
154          *
155          * step:
156          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
157          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
158          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
159          */
160         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
161                         enum mpol_rebind_step step);
162 } mpol_ops[MPOL_MAX];
163
164 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
165 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
166 {
167         return nodes_intersects(*nodemask, node_states[N_MEMORY]);
168 }
169
170 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
171 {
172         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
173 }
174
175 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
176                                    const nodemask_t *rel)
177 {
178         nodemask_t tmp;
179         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
180         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
181 }
182
183 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
184 {
185         if (nodes_empty(*nodes))
186                 return -EINVAL;
187         pol->v.nodes = *nodes;
188         return 0;
189 }
190
191 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
192 {
193         if (!nodes)
194                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
195         else if (nodes_empty(*nodes))
196                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
197         else
198                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
199         return 0;
200 }
201
202 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
203 {
204         if (!is_valid_nodemask(nodes))
205                 return -EINVAL;
206         pol->v.nodes = *nodes;
207         return 0;
208 }
209
210 /*
211  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
212  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
213  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
214  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
215  *
216  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
217  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
218  */
219 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
220                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
221 {
222         int ret;
223
224         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
225         if (pol == NULL)
226                 return 0;
227         /* Check N_MEMORY */
228         nodes_and(nsc->mask1,
229                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
230
231         VM_BUG_ON(!nodes);
232         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
233                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
234         else {
235                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
236                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
237                 else
238                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
239
240                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
241                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
242                 else
243                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
244                                                 cpuset_current_mems_allowed;
245         }
246
247         if (nodes)
248                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
249         else
250                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
251         return ret;
252 }
253
254 /*
255  * This function just creates a new policy, does some check and simple
256  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
257  */
258 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
259                                   nodemask_t *nodes)
260 {
261         struct mempolicy *policy;
262
263         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
264                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
265
266         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
267                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
268                         return ERR_PTR(-EINVAL);
269                 return NULL;
270         }
271         VM_BUG_ON(!nodes);
272
273         /*
274          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
275          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
276          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
277          */
278         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
279                 if (nodes_empty(*nodes)) {
280                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
281                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
282                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
283                 }
284         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
285                 if (!nodes_empty(*nodes))
286                         return ERR_PTR(-EINVAL);
287                 mode = MPOL_PREFERRED;
288         } else if (nodes_empty(*nodes))
289                 return ERR_PTR(-EINVAL);
290         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
291         if (!policy)
292                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
293         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
294         policy->mode = mode;
295         policy->flags = flags;
296
297         return policy;
298 }
299
300 /* Slow path of a mpol destructor. */
301 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
302 {
303         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
304                 return;
305         kmem_cache_free(policy_cache, p);
306 }
307
308 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
309                                 enum mpol_rebind_step step)
310 {
311 }
312
313 /*
314  * step:
315  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
316  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
317  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
318  */
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
320                                  enum mpol_rebind_step step)
321 {
322         nodemask_t tmp;
323
324         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
325                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
326         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
327                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
328         else {
329                 /*
330                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
331                  * result
332                  */
333                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
334                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
335                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
336                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
337                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
338                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
339                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
340                 } else
341                         BUG();
342         }
343
344         if (nodes_empty(tmp))
345                 tmp = *nodes;
346
347         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
348                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
349         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
350                 pol->v.nodes = tmp;
351         else
352                 BUG();
353
354         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
355                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
356                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
357                         current->il_next = first_node(tmp);
358                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
359                         current->il_next = numa_node_id();
360         }
361 }
362
363 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
364                                   const nodemask_t *nodes,
365                                   enum mpol_rebind_step step)
366 {
367         nodemask_t tmp;
368
369         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
370                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
371
372                 if (node_isset(node, *nodes)) {
373                         pol->v.preferred_node = node;
374                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
375                 } else
376                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
377         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
378                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
379                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
380         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
381                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
382                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
383                                                    *nodes);
384                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
385         }
386 }
387
388 /*
389  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
390  *
391  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
392  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
393  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
394  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
395  * page.
396  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
397  * rebind directly.
398  *
399  * step:
400  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
401  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
402  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
403  */
404 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
405                                 enum mpol_rebind_step step)
406 {
407         if (!pol)
408                 return;
409         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == MPOL_REBIND_ONCE &&
410             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
411                 return;
412
413         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
414                 return;
415
416         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
417                 BUG();
418
419         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
420                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
421         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
422                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
423         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
424                 BUG();
425
426         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
427 }
428
429 /*
430  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
431  * pointer, and updates task mempolicy.
432  *
433  * Called with task's alloc_lock held.
434  */
435
436 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
437                         enum mpol_rebind_step step)
438 {
439         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
440 }
441
442 /*
443  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
444  *
445  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
446  */
447
448 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
449 {
450         struct vm_area_struct *vma;
451
452         down_write(&mm->mmap_sem);
453         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
454                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
455         up_write(&mm->mmap_sem);
456 }
457
458 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
459         [MPOL_DEFAULT] = {
460                 .rebind = mpol_rebind_default,
461         },
462         [MPOL_INTERLEAVE] = {
463                 .create = mpol_new_interleave,
464                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
465         },
466         [MPOL_PREFERRED] = {
467                 .create = mpol_new_preferred,
468                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
469         },
470         [MPOL_BIND] = {
471                 .create = mpol_new_bind,
472                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
473         },
474 };
475
476 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
477                                 unsigned long flags);
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  */
483 static int queue_pages_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
484                 unsigned long addr, unsigned long end,
485                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
486                 void *private)
487 {
488         pte_t *orig_pte;
489         pte_t *pte;
490         spinlock_t *ptl;
491
492         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
493         do {
494                 struct page *page;
495                 int nid;
496
497                 if (!pte_present(*pte))
498                         continue;
499                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
500                 if (!page)
501                         continue;
502                 /*
503                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
504                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
505                  */
506                 if (PageReserved(page))
507                         continue;
508                 nid = page_to_nid(page);
509                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
510                         continue;
511
512                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
513                         migrate_page_add(page, private, flags);
514                 else
515                         break;
516         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
517         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
518         return addr != end;
519 }
520
521 static void queue_pages_hugetlb_pmd_range(struct vm_area_struct *vma,
522                 pmd_t *pmd, const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
523                                     void *private)
524 {
525 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
526         int nid;
527         struct page *page;
528         spinlock_t *ptl;
529
530         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(vma), vma->vm_mm, (pte_t *)pmd);
531         page = pte_page(huge_ptep_get((pte_t *)pmd));
532         nid = page_to_nid(page);
533         if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
534                 goto unlock;
535         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
536         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
537             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
538                 isolate_huge_page(page, private);
539 unlock:
540         spin_unlock(ptl);
541 #else
542         BUG();
543 #endif
544 }
545
546 static inline int queue_pages_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
547                 unsigned long addr, unsigned long end,
548                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
549                 void *private)
550 {
551         pmd_t *pmd;
552         unsigned long next;
553
554         pmd = pmd_offset(pud, addr);
555         do {
556                 next = pmd_addr_end(addr, end);
557                 if (!pmd_present(*pmd))
558                         continue;
559                 if (pmd_huge(*pmd) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
560                         queue_pages_hugetlb_pmd_range(vma, pmd, nodes,
561                                                 flags, private);
562                         continue;
563                 }
564                 split_huge_page_pmd(vma, addr, pmd);
565                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
566                         continue;
567                 if (queue_pages_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
568                                     flags, private))
569                         return -EIO;
570         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
571         return 0;
572 }
573
574 static inline int queue_pages_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
575                 unsigned long addr, unsigned long end,
576                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
577                 void *private)
578 {
579         pud_t *pud;
580         unsigned long next;
581
582         pud = pud_offset(pgd, addr);
583         do {
584                 next = pud_addr_end(addr, end);
585                 if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma))
586                         continue;
587                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
588                         continue;
589                 if (queue_pages_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
590                                     flags, private))
591                         return -EIO;
592         } while (pud++, addr = next, addr != end);
593         return 0;
594 }
595
596 static inline int queue_pages_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
597                 unsigned long addr, unsigned long end,
598                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
599                 void *private)
600 {
601         pgd_t *pgd;
602         unsigned long next;
603
604         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
605         do {
606                 next = pgd_addr_end(addr, end);
607                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
608                         continue;
609                 if (queue_pages_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
610                                     flags, private))
611                         return -EIO;
612         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
613         return 0;
614 }
615
616 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_NUMA_PROT_NONE
617 /*
618  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
619  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
620  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
621  *
622  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
623  * an architecture makes a different choice, it will need further
624  * changes to the core.
625  */
626 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
627                         unsigned long addr, unsigned long end)
628 {
629         int nr_updated;
630         BUILD_BUG_ON(_PAGE_NUMA != _PAGE_PROTNONE);
631
632         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, vma->vm_page_prot, 0, 1);
633         if (nr_updated)
634                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
635
636         return nr_updated;
637 }
638 #else
639 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
640                         unsigned long addr, unsigned long end)
641 {
642         return 0;
643 }
644 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_NUMA_PROT_NONE */
645
646 /*
647  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
648  *
649  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
650  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
651  * passed via @private.)
652  */
653 static struct vm_area_struct *
654 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
655                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
656 {
657         int err;
658         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
659
660
661         first = find_vma(mm, start);
662         if (!first)
663                 return ERR_PTR(-EFAULT);
664         prev = NULL;
665         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
666                 unsigned long endvma = vma->vm_end;
667
668                 if (endvma > end)
669                         endvma = end;
670                 if (vma->vm_start > start)
671                         start = vma->vm_start;
672
673                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
674                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
675                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
676                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
677                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
678                 }
679
680                 if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
681                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
682                         goto next;
683                 }
684
685                 if ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
686                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
687                       vma_migratable(vma))) {
688
689                         err = queue_pages_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
690                                                 flags, private);
691                         if (err) {
692                                 first = ERR_PTR(err);
693                                 break;
694                         }
695                 }
696 next:
697                 prev = vma;
698         }
699         return first;
700 }
701
702 /*
703  * Apply policy to a single VMA
704  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
705  */
706 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
707                                                 struct mempolicy *pol)
708 {
709         int err;
710         struct mempolicy *old;
711         struct mempolicy *new;
712
713         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
714                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
715                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
716                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
717
718         new = mpol_dup(pol);
719         if (IS_ERR(new))
720                 return PTR_ERR(new);
721
722         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
723                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
724                 if (err)
725                         goto err_out;
726         }
727
728         old = vma->vm_policy;
729         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
730         mpol_put(old);
731
732         return 0;
733  err_out:
734         mpol_put(new);
735         return err;
736 }
737
738 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
739 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
740                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
741 {
742         struct vm_area_struct *next;
743         struct vm_area_struct *prev;
744         struct vm_area_struct *vma;
745         int err = 0;
746         pgoff_t pgoff;
747         unsigned long vmstart;
748         unsigned long vmend;
749
750         vma = find_vma(mm, start);
751         if (!vma || vma->vm_start > start)
752                 return -EFAULT;
753
754         prev = vma->vm_prev;
755         if (start > vma->vm_start)
756                 prev = vma;
757
758         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
759                 next = vma->vm_next;
760                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
761                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
762
763                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
764                         continue;
765
766                 pgoff = vma->vm_pgoff +
767                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
768                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
769                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
770                                   new_pol);
771                 if (prev) {
772                         vma = prev;
773                         next = vma->vm_next;
774                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
775                                 continue;
776                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
777                         goto replace;
778                 }
779                 if (vma->vm_start != vmstart) {
780                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
781                         if (err)
782                                 goto out;
783                 }
784                 if (vma->vm_end != vmend) {
785                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
786                         if (err)
787                                 goto out;
788                 }
789  replace:
790                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
791                 if (err)
792                         goto out;
793         }
794
795  out:
796         return err;
797 }
798
799 /*
800  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
801  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
802  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
803  *
804  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
805  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
806  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
807  *
808  * The above limitation is why this routine has the funny name
809  * mpol_fix_fork_child_flag().
810  *
811  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
812  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
813  * for use within this file.
814  */
815
816 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
817 {
818         if (p->mempolicy)
819                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
820         else
821                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
822 }
823
824 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
825 {
826         mpol_fix_fork_child_flag(current);
827 }
828
829 /* Set the process memory policy */
830 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
831                              nodemask_t *nodes)
832 {
833         struct mempolicy *new, *old;
834         struct mm_struct *mm = current->mm;
835         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
836         int ret;
837
838         if (!scratch)
839                 return -ENOMEM;
840
841         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
842         if (IS_ERR(new)) {
843                 ret = PTR_ERR(new);
844                 goto out;
845         }
846         /*
847          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
848          * is using it.
849          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
850          * with no 'mm'.
851          */
852         if (mm)
853                 down_write(&mm->mmap_sem);
854         task_lock(current);
855         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
856         if (ret) {
857                 task_unlock(current);
858                 if (mm)
859                         up_write(&mm->mmap_sem);
860                 mpol_put(new);
861                 goto out;
862         }
863         old = current->mempolicy;
864         current->mempolicy = new;
865         mpol_set_task_struct_flag();
866         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
867             nodes_weight(new->v.nodes))
868                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
869         task_unlock(current);
870         if (mm)
871                 up_write(&mm->mmap_sem);
872
873         mpol_put(old);
874         ret = 0;
875 out:
876         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
877         return ret;
878 }
879
880 /*
881  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
882  *
883  * Called with task's alloc_lock held
884  */
885 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
886 {
887         nodes_clear(*nodes);
888         if (p == &default_policy)
889                 return;
890
891         switch (p->mode) {
892         case MPOL_BIND:
893                 /* Fall through */
894         case MPOL_INTERLEAVE:
895                 *nodes = p->v.nodes;
896                 break;
897         case MPOL_PREFERRED:
898                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
899                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
900                 /* else return empty node mask for local allocation */
901                 break;
902         default:
903                 BUG();
904         }
905 }
906
907 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
908 {
909         struct page *p;
910         int err;
911
912         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
913         if (err >= 0) {
914                 err = page_to_nid(p);
915                 put_page(p);
916         }
917         return err;
918 }
919
920 /* Retrieve NUMA policy */
921 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
922                              unsigned long addr, unsigned long flags)
923 {
924         int err;
925         struct mm_struct *mm = current->mm;
926         struct vm_area_struct *vma = NULL;
927         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
928
929         if (flags &
930                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
931                 return -EINVAL;
932
933         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
934                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
935                         return -EINVAL;
936                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
937                 task_lock(current);
938                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
939                 task_unlock(current);
940                 return 0;
941         }
942
943         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
944                 /*
945                  * Do NOT fall back to task policy if the
946                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
947                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
948                  */
949                 down_read(&mm->mmap_sem);
950                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
951                 if (!vma) {
952                         up_read(&mm->mmap_sem);
953                         return -EFAULT;
954                 }
955                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
956                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
957                 else
958                         pol = vma->vm_policy;
959         } else if (addr)
960                 return -EINVAL;
961
962         if (!pol)
963                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
964
965         if (flags & MPOL_F_NODE) {
966                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
967                         err = lookup_node(mm, addr);
968                         if (err < 0)
969                                 goto out;
970                         *policy = err;
971                 } else if (pol == current->mempolicy &&
972                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
973                         *policy = current->il_next;
974                 } else {
975                         err = -EINVAL;
976                         goto out;
977                 }
978         } else {
979                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
980                                                 pol->mode;
981                 /*
982                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
983                  * the policy to userspace.
984                  */
985                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
986         }
987
988         if (vma) {
989                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
990                 vma = NULL;
991         }
992
993         err = 0;
994         if (nmask) {
995                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
996                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
997                 } else {
998                         task_lock(current);
999                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1000                         task_unlock(current);
1001                 }
1002         }
1003
1004  out:
1005         mpol_cond_put(pol);
1006         if (vma)
1007                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
1008         return err;
1009 }
1010
1011 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1012 /*
1013  * page migration
1014  */
1015 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1016                                 unsigned long flags)
1017 {
1018         /*
1019          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1020          */
1021         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
1022                 if (!isolate_lru_page(page)) {
1023                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
1024                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1025                                             page_is_file_cache(page));
1026                 }
1027         }
1028 }
1029
1030 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
1031 {
1032         if (PageHuge(page))
1033                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1034                                         node);
1035         else
1036                 return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Migrate pages from one node to a target node.
1041  * Returns error or the number of pages not migrated.
1042  */
1043 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1044                            int flags)
1045 {
1046         nodemask_t nmask;
1047         LIST_HEAD(pagelist);
1048         int err = 0;
1049
1050         nodes_clear(nmask);
1051         node_set(source, nmask);
1052
1053         /*
1054          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1055          * need migration.  Between passing in the full user address
1056          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1057          */
1058         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1059         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1060                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1061
1062         if (!list_empty(&pagelist)) {
1063                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
1064                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1065                 if (err)
1066                         putback_movable_pages(&pagelist);
1067         }
1068
1069         return err;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1074  * layout as much as possible.
1075  *
1076  * Returns the number of page that could not be moved.
1077  */
1078 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1079                      const nodemask_t *to, int flags)
1080 {
1081         int busy = 0;
1082         int err;
1083         nodemask_t tmp;
1084
1085         err = migrate_prep();
1086         if (err)
1087                 return err;
1088
1089         down_read(&mm->mmap_sem);
1090
1091         err = migrate_vmas(mm, from, to, flags);
1092         if (err)
1093                 goto out;
1094
1095         /*
1096          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1097          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1098          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1099          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1100          *
1101          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1102          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1103          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1104          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1105          *
1106          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1107          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1108          * (nothing left to migrate).
1109          *
1110          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1111          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1112          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1113          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1114          * before migrating outgoing memory source that same node.
1115          *
1116          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1117          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1118          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1119          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1120          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1121          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1122          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1123          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1124          */
1125
1126         tmp = *from;
1127         while (!nodes_empty(tmp)) {
1128                 int s,d;
1129                 int source = NUMA_NO_NODE;
1130                 int dest = 0;
1131
1132                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1133
1134                         /*
1135                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1136                          * node relationship of the pages established between
1137                          * threads and memory areas.
1138                          *
1139                          * However if the number of source nodes is not equal to
1140                          * the number of destination nodes we can not preserve
1141                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1142                          * copying memory from a node that is in the destination
1143                          * mask.
1144                          *
1145                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1146                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1147                          */
1148
1149                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1150                                                 (node_isset(s, *to)))
1151                                 continue;
1152
1153                         d = node_remap(s, *from, *to);
1154                         if (s == d)
1155                                 continue;
1156
1157                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1158                         dest = d;
1159
1160                         /* dest not in remaining from nodes? */
1161                         if (!node_isset(dest, tmp))
1162                                 break;
1163                 }
1164                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1165                         break;
1166
1167                 node_clear(source, tmp);
1168                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1169                 if (err > 0)
1170                         busy += err;
1171                 if (err < 0)
1172                         break;
1173         }
1174 out:
1175         up_read(&mm->mmap_sem);
1176         if (err < 0)
1177                 return err;
1178         return busy;
1179
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1184  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1185  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1186  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1187  * is in virtual address order.
1188  */
1189 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1190 {
1191         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1192         unsigned long uninitialized_var(address);
1193
1194         while (vma) {
1195                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1196                 if (address != -EFAULT)
1197                         break;
1198                 vma = vma->vm_next;
1199         }
1200
1201         if (PageHuge(page)) {
1202                 if (vma)
1203                         return alloc_huge_page_noerr(vma, address, 1);
1204                 else
1205                         return NULL;
1206         }
1207         /*
1208          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1209          */
1210         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1211 }
1212 #else
1213
1214 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1215                                 unsigned long flags)
1216 {
1217 }
1218
1219 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1220                      const nodemask_t *to, int flags)
1221 {
1222         return -ENOSYS;
1223 }
1224
1225 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1226 {
1227         return NULL;
1228 }
1229 #endif
1230
1231 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1232                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1233                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1234 {
1235         struct vm_area_struct *vma;
1236         struct mm_struct *mm = current->mm;
1237         struct mempolicy *new;
1238         unsigned long end;
1239         int err;
1240         LIST_HEAD(pagelist);
1241
1242         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1243                 return -EINVAL;
1244         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1245                 return -EPERM;
1246
1247         if (start & ~PAGE_MASK)
1248                 return -EINVAL;
1249
1250         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1251                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1252
1253         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1254         end = start + len;
1255
1256         if (end < start)
1257                 return -EINVAL;
1258         if (end == start)
1259                 return 0;
1260
1261         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1262         if (IS_ERR(new))
1263                 return PTR_ERR(new);
1264
1265         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1266                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1267
1268         /*
1269          * If we are using the default policy then operation
1270          * on discontinuous address spaces is okay after all
1271          */
1272         if (!new)
1273                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1274
1275         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1276                  start, start + len, mode, mode_flags,
1277                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1278
1279         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1280
1281                 err = migrate_prep();
1282                 if (err)
1283                         goto mpol_out;
1284         }
1285         {
1286                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1287                 if (scratch) {
1288                         down_write(&mm->mmap_sem);
1289                         task_lock(current);
1290                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1291                         task_unlock(current);
1292                         if (err)
1293                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1294                 } else
1295                         err = -ENOMEM;
1296                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1297         }
1298         if (err)
1299                 goto mpol_out;
1300
1301         vma = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1302                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1303
1304         err = PTR_ERR(vma);     /* maybe ... */
1305         if (!IS_ERR(vma))
1306                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1307
1308         if (!err) {
1309                 int nr_failed = 0;
1310
1311                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1312                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1313                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1314                                         (unsigned long)vma,
1315                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1316                         if (nr_failed)
1317                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1318                 }
1319
1320                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1321                         err = -EIO;
1322         } else
1323                 putback_movable_pages(&pagelist);
1324
1325         up_write(&mm->mmap_sem);
1326  mpol_out:
1327         mpol_put(new);
1328         return err;
1329 }
1330
1331 /*
1332  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1333  */
1334
1335 /* Copy a node mask from user space. */
1336 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1337                      unsigned long maxnode)
1338 {
1339         unsigned long k;
1340         unsigned long nlongs;
1341         unsigned long endmask;
1342
1343         --maxnode;
1344         nodes_clear(*nodes);
1345         if (maxnode == 0 || !nmask)
1346                 return 0;
1347         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1348                 return -EINVAL;
1349
1350         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1351         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1352                 endmask = ~0UL;
1353         else
1354                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1355
1356         /* When the user specified more nodes than supported just check
1357            if the non supported part is all zero. */
1358         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1359                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1360                         return -EINVAL;
1361                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1362                         unsigned long t;
1363                         if (get_user(t, nmask + k))
1364                                 return -EFAULT;
1365                         if (k == nlongs - 1) {
1366                                 if (t & endmask)
1367                                         return -EINVAL;
1368                         } else if (t)
1369                                 return -EINVAL;
1370                 }
1371                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1372                 endmask = ~0UL;
1373         }
1374
1375         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1376                 return -EFAULT;
1377         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1378         return 0;
1379 }
1380
1381 /* Copy a kernel node mask to user space */
1382 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1383                               nodemask_t *nodes)
1384 {
1385         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1386         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1387
1388         if (copy > nbytes) {
1389                 if (copy > PAGE_SIZE)
1390                         return -EINVAL;
1391                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1392                         return -EFAULT;
1393                 copy = nbytes;
1394         }
1395         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1396 }
1397
1398 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1399                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1400                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1401 {
1402         nodemask_t nodes;
1403         int err;
1404         unsigned short mode_flags;
1405
1406         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1407         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1408         if (mode >= MPOL_MAX)
1409                 return -EINVAL;
1410         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1411             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1412                 return -EINVAL;
1413         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1414         if (err)
1415                 return err;
1416         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1417 }
1418
1419 /* Set the process memory policy */
1420 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1421                 unsigned long, maxnode)
1422 {
1423         int err;
1424         nodemask_t nodes;
1425         unsigned short flags;
1426
1427         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1428         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1429         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1430                 return -EINVAL;
1431         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1432                 return -EINVAL;
1433         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1434         if (err)
1435                 return err;
1436         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1437 }
1438
1439 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1440                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1441                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1442 {
1443         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1444         struct mm_struct *mm = NULL;
1445         struct task_struct *task;
1446         nodemask_t task_nodes;
1447         int err;
1448         nodemask_t *old;
1449         nodemask_t *new;
1450         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1451
1452         if (!scratch)
1453                 return -ENOMEM;
1454
1455         old = &scratch->mask1;
1456         new = &scratch->mask2;
1457
1458         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1459         if (err)
1460                 goto out;
1461
1462         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1463         if (err)
1464                 goto out;
1465
1466         /* Find the mm_struct */
1467         rcu_read_lock();
1468         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1469         if (!task) {
1470                 rcu_read_unlock();
1471                 err = -ESRCH;
1472                 goto out;
1473         }
1474         get_task_struct(task);
1475
1476         err = -EINVAL;
1477
1478         /*
1479          * Check if this process has the right to modify the specified
1480          * process. The right exists if the process has administrative
1481          * capabilities, superuser privileges or the same
1482          * userid as the target process.
1483          */
1484         tcred = __task_cred(task);
1485         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1486             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1487             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1488                 rcu_read_unlock();
1489                 err = -EPERM;
1490                 goto out_put;
1491         }
1492         rcu_read_unlock();
1493
1494         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1495         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1496         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1497                 err = -EPERM;
1498                 goto out_put;
1499         }
1500
1501         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_MEMORY])) {
1502                 err = -EINVAL;
1503                 goto out_put;
1504         }
1505
1506         err = security_task_movememory(task);
1507         if (err)
1508                 goto out_put;
1509
1510         mm = get_task_mm(task);
1511         put_task_struct(task);
1512
1513         if (!mm) {
1514                 err = -EINVAL;
1515                 goto out;
1516         }
1517
1518         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1519                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1520
1521         mmput(mm);
1522 out:
1523         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1524
1525         return err;
1526
1527 out_put:
1528         put_task_struct(task);
1529         goto out;
1530
1531 }
1532
1533
1534 /* Retrieve NUMA policy */
1535 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1536                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1537                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1538 {
1539         int err;
1540         int uninitialized_var(pval);
1541         nodemask_t nodes;
1542
1543         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1544                 return -EINVAL;
1545
1546         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1547
1548         if (err)
1549                 return err;
1550
1551         if (policy && put_user(pval, policy))
1552                 return -EFAULT;
1553
1554         if (nmask)
1555                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1556
1557         return err;
1558 }
1559
1560 #ifdef CONFIG_COMPAT
1561
1562 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1563                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1564                                      compat_ulong_t maxnode,
1565                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1566 {
1567         long err;
1568         unsigned long __user *nm = NULL;
1569         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1570         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1571
1572         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1573         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1574
1575         if (nmask)
1576                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1577
1578         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1579
1580         if (!err && nmask) {
1581                 unsigned long copy_size;
1582                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1583                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1584                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1585                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1586                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1587         }
1588
1589         return err;
1590 }
1591
1592 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1593                                      compat_ulong_t maxnode)
1594 {
1595         long err = 0;
1596         unsigned long __user *nm = NULL;
1597         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1598         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1599
1600         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1601         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1602
1603         if (nmask) {
1604                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1605                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1606                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1607         }
1608
1609         if (err)
1610                 return -EFAULT;
1611
1612         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1613 }
1614
1615 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1616                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1617                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1618 {
1619         long err = 0;
1620         unsigned long __user *nm = NULL;
1621         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1622         nodemask_t bm;
1623
1624         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1625         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1626
1627         if (nmask) {
1628                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1629                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1630                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1631         }
1632
1633         if (err)
1634                 return -EFAULT;
1635
1636         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1637 }
1638
1639 #endif
1640
1641 /*
1642  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1643  * @task - task for fallback if vma policy == default
1644  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1645  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1646  *
1647  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1648  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1649  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies must be
1650  * protected by task_lock(task) by the caller.
1651  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1652  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1653  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1654  * extra reference for shared policies.
1655  */
1656 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1657                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1658 {
1659         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1660
1661         if (vma) {
1662                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1663                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1664                                                                         addr);
1665                         if (vpol)
1666                                 pol = vpol;
1667                 } else if (vma->vm_policy) {
1668                         pol = vma->vm_policy;
1669
1670                         /*
1671                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1672                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1673                          * count on these policies which will be dropped by
1674                          * mpol_cond_put() later
1675                          */
1676                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1677                                 mpol_get(pol);
1678                 }
1679         }
1680         if (!pol)
1681                 pol = &default_policy;
1682         return pol;
1683 }
1684
1685 bool vma_policy_mof(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma)
1686 {
1687         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1688         if (vma) {
1689                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1690                         bool ret = false;
1691
1692                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1693                         if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1694                                 ret = true;
1695                         mpol_cond_put(pol);
1696
1697                         return ret;
1698                 } else if (vma->vm_policy) {
1699                         pol = vma->vm_policy;
1700                 }
1701         }
1702
1703         if (!pol)
1704                 return default_policy.flags & MPOL_F_MOF;
1705
1706         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1707 }
1708
1709 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1710 {
1711         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1712
1713         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1714
1715         /*
1716          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1717          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1718          *
1719          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1720          * so if the following test faile, it implies
1721          * policy->v.nodes has movable memory only.
1722          */
1723         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1724                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1725
1726         return zone >= dynamic_policy_zone;
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1731  * page allocation
1732  */
1733 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1734 {
1735         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1736         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1737                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1738                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1739                 return &policy->v.nodes;
1740
1741         return NULL;
1742 }
1743
1744 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1745 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1746         int nd)
1747 {
1748         switch (policy->mode) {
1749         case MPOL_PREFERRED:
1750                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1751                         nd = policy->v.preferred_node;
1752                 break;
1753         case MPOL_BIND:
1754                 /*
1755                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1756                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1757                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1758                  * the first node in the mask instead.
1759                  */
1760                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1761                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1762                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1763                 break;
1764         default:
1765                 BUG();
1766         }
1767         return node_zonelist(nd, gfp);
1768 }
1769
1770 /* Do dynamic interleaving for a process */
1771 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1772 {
1773         unsigned nid, next;
1774         struct task_struct *me = current;
1775
1776         nid = me->il_next;
1777         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1778         if (next >= MAX_NUMNODES)
1779                 next = first_node(policy->v.nodes);
1780         if (next < MAX_NUMNODES)
1781                 me->il_next = next;
1782         return nid;
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1787  * next slab entry.
1788  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1789  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1790  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1791  * such protection.
1792  */
1793 unsigned slab_node(void)
1794 {
1795         struct mempolicy *policy;
1796
1797         if (in_interrupt())
1798                 return numa_node_id();
1799
1800         policy = current->mempolicy;
1801         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1802                 return numa_node_id();
1803
1804         switch (policy->mode) {
1805         case MPOL_PREFERRED:
1806                 /*
1807                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1808                  */
1809                 return policy->v.preferred_node;
1810
1811         case MPOL_INTERLEAVE:
1812                 return interleave_nodes(policy);
1813
1814         case MPOL_BIND: {
1815                 /*
1816                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1817                  * first node.
1818                  */
1819                 struct zonelist *zonelist;
1820                 struct zone *zone;
1821                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1822                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1823                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1824                                                         &policy->v.nodes,
1825                                                         &zone);
1826                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1827         }
1828
1829         default:
1830                 BUG();
1831         }
1832 }
1833
1834 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1835 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1836                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1837 {
1838         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1839         unsigned target;
1840         int c;
1841         int nid = NUMA_NO_NODE;
1842
1843         if (!nnodes)
1844                 return numa_node_id();
1845         target = (unsigned int)off % nnodes;
1846         c = 0;
1847         do {
1848                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1849                 c++;
1850         } while (c <= target);
1851         return nid;
1852 }
1853
1854 /* Determine a node number for interleave */
1855 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1856                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1857 {
1858         if (vma) {
1859                 unsigned long off;
1860
1861                 /*
1862                  * for small pages, there is no difference between
1863                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1864                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1865                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1866                  * a useful offset.
1867                  */
1868                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1869                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1870                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1871                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1872         } else
1873                 return interleave_nodes(pol);
1874 }
1875
1876 /*
1877  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1878  * (returns NUMA_NO_NODE if nodemask is empty)
1879  */
1880 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1881 {
1882         int w, bit = NUMA_NO_NODE;
1883
1884         w = nodes_weight(*maskp);
1885         if (w)
1886                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1887                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1888         return bit;
1889 }
1890
1891 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1892 /*
1893  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1894  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1895  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1896  * @gfp_flags = for requested zone
1897  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1898  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1899  *
1900  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1901  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1902  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1903  * @nodemask for filtering the zonelist.
1904  *
1905  * Must be protected by get_mems_allowed()
1906  */
1907 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1908                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1909                                 nodemask_t **nodemask)
1910 {
1911         struct zonelist *zl;
1912
1913         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1914         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1915
1916         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1917                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1918                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1919         } else {
1920                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1921                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1922                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1923         }
1924         return zl;
1925 }
1926
1927 /*
1928  * init_nodemask_of_mempolicy
1929  *
1930  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1931  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1932  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1933  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1934  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1935  * of non-default mempolicy.
1936  *
1937  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1938  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1939  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1940  *
1941  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1942  */
1943 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1944 {
1945         struct mempolicy *mempolicy;
1946         int nid;
1947
1948         if (!(mask && current->mempolicy))
1949                 return false;
1950
1951         task_lock(current);
1952         mempolicy = current->mempolicy;
1953         switch (mempolicy->mode) {
1954         case MPOL_PREFERRED:
1955                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1956                         nid = numa_node_id();
1957                 else
1958                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1959                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1960                 break;
1961
1962         case MPOL_BIND:
1963                 /* Fall through */
1964         case MPOL_INTERLEAVE:
1965                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1966                 break;
1967
1968         default:
1969                 BUG();
1970         }
1971         task_unlock(current);
1972
1973         return true;
1974 }
1975 #endif
1976
1977 /*
1978  * mempolicy_nodemask_intersects
1979  *
1980  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1981  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1982  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1983  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1984  *
1985  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1986  */
1987 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1988                                         const nodemask_t *mask)
1989 {
1990         struct mempolicy *mempolicy;
1991         bool ret = true;
1992
1993         if (!mask)
1994                 return ret;
1995         task_lock(tsk);
1996         mempolicy = tsk->mempolicy;
1997         if (!mempolicy)
1998                 goto out;
1999
2000         switch (mempolicy->mode) {
2001         case MPOL_PREFERRED:
2002                 /*
2003                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2004                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2005                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2006                  * nodes in mask.
2007                  */
2008                 break;
2009         case MPOL_BIND:
2010         case MPOL_INTERLEAVE:
2011                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2012                 break;
2013         default:
2014                 BUG();
2015         }
2016 out:
2017         task_unlock(tsk);
2018         return ret;
2019 }
2020
2021 /* Allocate a page in interleaved policy.
2022    Own path because it needs to do special accounting. */
2023 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2024                                         unsigned nid)
2025 {
2026         struct zonelist *zl;
2027         struct page *page;
2028
2029         zl = node_zonelist(nid, gfp);
2030         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
2031         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
2032                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2033         return page;
2034 }
2035
2036 /**
2037  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2038  *
2039  *      @gfp:
2040  *      %GFP_USER    user allocation.
2041  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2042  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2043  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2044  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2045  *
2046  *      @order:Order of the GFP allocation.
2047  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2048  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2049  *
2050  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2051  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2052  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2053  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2054  *      all allocations for pages that will be mapped into
2055  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
2056  *
2057  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
2058  */
2059 struct page *
2060 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2061                 unsigned long addr, int node)
2062 {
2063         struct mempolicy *pol;
2064         struct page *page;
2065         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2066
2067 retry_cpuset:
2068         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2069         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2070
2071         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2072                 unsigned nid;
2073
2074                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2075                 mpol_cond_put(pol);
2076                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2077                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2078                         goto retry_cpuset;
2079
2080                 return page;
2081         }
2082         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2083                                       policy_zonelist(gfp, pol, node),
2084                                       policy_nodemask(gfp, pol));
2085         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol)))
2086                 __mpol_put(pol);
2087         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2088                 goto retry_cpuset;
2089         return page;
2090 }
2091
2092 /**
2093  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2094  *
2095  *      @gfp:
2096  *              %GFP_USER   user allocation,
2097  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2098  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2099  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2100  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2101  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2102  *
2103  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2104  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2105  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2106  *
2107  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
2108  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
2109  *      2) allocating for current task (not interrupt).
2110  */
2111 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2112 {
2113         struct mempolicy *pol = get_task_policy(current);
2114         struct page *page;
2115         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2116
2117         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
2118                 pol = &default_policy;
2119
2120 retry_cpuset:
2121         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2122
2123         /*
2124          * No reference counting needed for current->mempolicy
2125          * nor system default_policy
2126          */
2127         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2128                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2129         else
2130                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2131                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
2132                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2133
2134         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2135                 goto retry_cpuset;
2136
2137         return page;
2138 }
2139 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2140
2141 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2142 {
2143         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2144
2145         if (IS_ERR(pol))
2146                 return PTR_ERR(pol);
2147         dst->vm_policy = pol;
2148         return 0;
2149 }
2150
2151 /*
2152  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2153  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2154  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2155  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2156  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2157  *
2158  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2159  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2160  */
2161
2162 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2163 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2164 {
2165         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2166
2167         if (!new)
2168                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2169
2170         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2171         if (old == current->mempolicy) {
2172                 task_lock(current);
2173                 *new = *old;
2174                 task_unlock(current);
2175         } else
2176                 *new = *old;
2177
2178         rcu_read_lock();
2179         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2180                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2181                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2182                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2183                 else
2184                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2185         }
2186         rcu_read_unlock();
2187         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2188         return new;
2189 }
2190
2191 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2192 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2193 {
2194         if (!a || !b)
2195                 return false;
2196         if (a->mode != b->mode)
2197                 return false;
2198         if (a->flags != b->flags)
2199                 return false;
2200         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2201                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2202                         return false;
2203
2204         switch (a->mode) {
2205         case MPOL_BIND:
2206                 /* Fall through */
2207         case MPOL_INTERLEAVE:
2208                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2209         case MPOL_PREFERRED:
2210                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2211         default:
2212                 BUG();
2213                 return false;
2214         }
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Shared memory backing store policy support.
2219  *
2220  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2221  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2222  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2223  * for any accesses to the tree.
2224  */
2225
2226 /* lookup first element intersecting start-end */
2227 /* Caller holds sp->lock */
2228 static struct sp_node *
2229 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2230 {
2231         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2232
2233         while (n) {
2234                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2235
2236                 if (start >= p->end)
2237                         n = n->rb_right;
2238                 else if (end <= p->start)
2239                         n = n->rb_left;
2240                 else
2241                         break;
2242         }
2243         if (!n)
2244                 return NULL;
2245         for (;;) {
2246                 struct sp_node *w = NULL;
2247                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2248                 if (!prev)
2249                         break;
2250                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2251                 if (w->end <= start)
2252                         break;
2253                 n = prev;
2254         }
2255         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2256 }
2257
2258 /* Insert a new shared policy into the list. */
2259 /* Caller holds sp->lock */
2260 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2261 {
2262         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2263         struct rb_node *parent = NULL;
2264         struct sp_node *nd;
2265
2266         while (*p) {
2267                 parent = *p;
2268                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2269                 if (new->start < nd->start)
2270                         p = &(*p)->rb_left;
2271                 else if (new->end > nd->end)
2272                         p = &(*p)->rb_right;
2273                 else
2274                         BUG();
2275         }
2276         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2277         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2278         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2279                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2280 }
2281
2282 /* Find shared policy intersecting idx */
2283 struct mempolicy *
2284 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2285 {
2286         struct mempolicy *pol = NULL;
2287         struct sp_node *sn;
2288
2289         if (!sp->root.rb_node)
2290                 return NULL;
2291         spin_lock(&sp->lock);
2292         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2293         if (sn) {
2294                 mpol_get(sn->policy);
2295                 pol = sn->policy;
2296         }
2297         spin_unlock(&sp->lock);
2298         return pol;
2299 }
2300
2301 static void sp_free(struct sp_node *n)
2302 {
2303         mpol_put(n->policy);
2304         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2305 }
2306
2307 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2308 static bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2309 {
2310         /* Never defer a private fault */
2311         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
2312                 return false;
2313
2314         if (p->numa_migrate_deferred) {
2315                 p->numa_migrate_deferred--;
2316                 return true;
2317         }
2318         return false;
2319 }
2320
2321 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2322 {
2323         p->numa_migrate_deferred = sysctl_numa_balancing_migrate_deferred;
2324 }
2325 #else
2326 static inline bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2327 {
2328         return false;
2329 }
2330
2331 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2332 {
2333 }
2334 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2335
2336 /**
2337  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2338  *
2339  * @page   - page to be checked
2340  * @vma    - vm area where page mapped
2341  * @addr   - virtual address where page mapped
2342  *
2343  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2344  * node id.
2345  *
2346  * Returns:
2347  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2348  *      node    - node id where the page should be
2349  *
2350  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2351  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2352  */
2353 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2354 {
2355         struct mempolicy *pol;
2356         struct zone *zone;
2357         int curnid = page_to_nid(page);
2358         unsigned long pgoff;
2359         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2360         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2361         int polnid = -1;
2362         int ret = -1;
2363
2364         BUG_ON(!vma);
2365
2366         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2367         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2368                 goto out;
2369
2370         switch (pol->mode) {
2371         case MPOL_INTERLEAVE:
2372                 BUG_ON(addr >= vma->vm_end);
2373                 BUG_ON(addr < vma->vm_start);
2374
2375                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2376                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2377                 polnid = offset_il_node(pol, vma, pgoff);
2378                 break;
2379
2380         case MPOL_PREFERRED:
2381                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2382                         polnid = numa_node_id();
2383                 else
2384                         polnid = pol->v.preferred_node;
2385                 break;
2386
2387         case MPOL_BIND:
2388                 /*
2389                  * allows binding to multiple nodes.
2390                  * use current page if in policy nodemask,
2391                  * else select nearest allowed node, if any.
2392                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2393                  */
2394                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2395                         goto out;
2396                 (void)first_zones_zonelist(
2397                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2398                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2399                                 &pol->v.nodes, &zone);
2400                 polnid = zone->node;
2401                 break;
2402
2403         default:
2404                 BUG();
2405         }
2406
2407         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2408         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2409                 int last_cpupid;
2410                 int this_cpupid;
2411
2412                 polnid = thisnid;
2413                 this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(thiscpu, current->pid);
2414
2415                 /*
2416                  * Multi-stage node selection is used in conjunction
2417                  * with a periodic migration fault to build a temporal
2418                  * task<->page relation. By using a two-stage filter we
2419                  * remove short/unlikely relations.
2420                  *
2421                  * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist
2422                  * probability, we can equate a task's usage of a
2423                  * particular page (n_p) per total usage of this
2424                  * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
2425                  *
2426                  * Our periodic faults will sample this probability and
2427                  * getting the same result twice in a row, given these
2428                  * samples are fully independent, is then given by
2429                  * P(n)^2, provided our sample period is sufficiently
2430                  * short compared to the usage pattern.
2431                  *
2432                  * This quadric squishes small probabilities, making
2433                  * it less likely we act on an unlikely task<->page
2434                  * relation.
2435                  */
2436                 last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
2437                 if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) && cpupid_to_nid(last_cpupid) != thisnid) {
2438
2439                         /* See sysctl_numa_balancing_migrate_deferred comment */
2440                         if (!cpupid_match_pid(current, last_cpupid))
2441                                 defer_numa_migrate(current);
2442
2443                         goto out;
2444                 }
2445
2446                 /*
2447                  * The quadratic filter above reduces extraneous migration
2448                  * of shared pages somewhat. This code reduces it even more,
2449                  * reducing the overhead of page migrations of shared pages.
2450                  * This makes workloads with shared pages rely more on
2451                  * "move task near its memory", and less on "move memory
2452                  * towards its task", which is exactly what we want.
2453                  */
2454                 if (numa_migrate_deferred(current, last_cpupid))
2455                         goto out;
2456         }
2457
2458         if (curnid != polnid)
2459                 ret = polnid;
2460 out:
2461         mpol_cond_put(pol);
2462
2463         return ret;
2464 }
2465
2466 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2467 {
2468         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2469         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2470         sp_free(n);
2471 }
2472
2473 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2474                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2475 {
2476         node->start = start;
2477         node->end = end;
2478         node->policy = pol;
2479 }
2480
2481 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2482                                 struct mempolicy *pol)
2483 {
2484         struct sp_node *n;
2485         struct mempolicy *newpol;
2486
2487         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2488         if (!n)
2489                 return NULL;
2490
2491         newpol = mpol_dup(pol);
2492         if (IS_ERR(newpol)) {
2493                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2494                 return NULL;
2495         }
2496         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2497         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2498
2499         return n;
2500 }
2501
2502 /* Replace a policy range. */
2503 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2504                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2505 {
2506         struct sp_node *n;
2507         struct sp_node *n_new = NULL;
2508         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2509         int ret = 0;
2510
2511 restart:
2512         spin_lock(&sp->lock);
2513         n = sp_lookup(sp, start, end);
2514         /* Take care of old policies in the same range. */
2515         while (n && n->start < end) {
2516                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2517                 if (n->start >= start) {
2518                         if (n->end <= end)
2519                                 sp_delete(sp, n);
2520                         else
2521                                 n->start = end;
2522                 } else {
2523                         /* Old policy spanning whole new range. */
2524                         if (n->end > end) {
2525                                 if (!n_new)
2526                                         goto alloc_new;
2527
2528                                 *mpol_new = *n->policy;
2529                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2530                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2531                                 n->end = start;
2532                                 sp_insert(sp, n_new);
2533                                 n_new = NULL;
2534                                 mpol_new = NULL;
2535                                 break;
2536                         } else
2537                                 n->end = start;
2538                 }
2539                 if (!next)
2540                         break;
2541                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2542         }
2543         if (new)
2544                 sp_insert(sp, new);
2545         spin_unlock(&sp->lock);
2546         ret = 0;
2547
2548 err_out:
2549         if (mpol_new)
2550                 mpol_put(mpol_new);
2551         if (n_new)
2552                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2553
2554         return ret;
2555
2556 alloc_new:
2557         spin_unlock(&sp->lock);
2558         ret = -ENOMEM;
2559         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2560         if (!n_new)
2561                 goto err_out;
2562         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2563         if (!mpol_new)
2564                 goto err_out;
2565         goto restart;
2566 }
2567
2568 /**
2569  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2570  * @sp: pointer to inode shared policy
2571  * @mpol:  struct mempolicy to install
2572  *
2573  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2574  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2575  * This must be released on exit.
2576  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2577  */
2578 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2579 {
2580         int ret;
2581
2582         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2583         spin_lock_init(&sp->lock);
2584
2585         if (mpol) {
2586                 struct vm_area_struct pvma;
2587                 struct mempolicy *new;
2588                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2589
2590                 if (!scratch)
2591                         goto put_mpol;
2592                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2593                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2594                 if (IS_ERR(new))
2595                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2596
2597                 task_lock(current);
2598                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2599                 task_unlock(current);
2600                 if (ret)
2601                         goto put_new;
2602
2603                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2604                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2605                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2606                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2607
2608 put_new:
2609                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2610 free_scratch:
2611                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2612 put_mpol:
2613                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2614         }
2615 }
2616
2617 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2618                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2619 {
2620         int err;
2621         struct sp_node *new = NULL;
2622         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2623
2624         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2625                  vma->vm_pgoff,
2626                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2627                  npol ? npol->flags : -1,
2628                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2629
2630         if (npol) {
2631                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2632                 if (!new)
2633                         return -ENOMEM;
2634         }
2635         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2636         if (err && new)
2637                 sp_free(new);
2638         return err;
2639 }
2640
2641 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2642 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2643 {
2644         struct sp_node *n;
2645         struct rb_node *next;
2646
2647         if (!p->root.rb_node)
2648                 return;
2649         spin_lock(&p->lock);
2650         next = rb_first(&p->root);
2651         while (next) {
2652                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2653                 next = rb_next(&n->nd);
2654                 sp_delete(p, n);
2655         }
2656         spin_unlock(&p->lock);
2657 }
2658
2659 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2660 static bool __initdata numabalancing_override;
2661
2662 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2663 {
2664         bool numabalancing_default = false;
2665
2666         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2667                 numabalancing_default = true;
2668
2669         if (nr_node_ids > 1 && !numabalancing_override) {
2670                 printk(KERN_INFO "Enabling automatic NUMA balancing. "
2671                         "Configure with numa_balancing= or sysctl");
2672                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2673         }
2674 }
2675
2676 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2677 {
2678         int ret = 0;
2679         if (!str)
2680                 goto out;
2681         numabalancing_override = true;
2682
2683         if (!strcmp(str, "enable")) {
2684                 set_numabalancing_state(true);
2685                 ret = 1;
2686         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2687                 set_numabalancing_state(false);
2688                 ret = 1;
2689         }
2690 out:
2691         if (!ret)
2692                 printk(KERN_WARNING "Unable to parse numa_balancing=\n");
2693
2694         return ret;
2695 }
2696 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2697 #else
2698 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2699 {
2700 }
2701 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2702
2703 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2704 void __init numa_policy_init(void)
2705 {
2706         nodemask_t interleave_nodes;
2707         unsigned long largest = 0;
2708         int nid, prefer = 0;
2709
2710         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2711                                          sizeof(struct mempolicy),
2712                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2713
2714         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2715                                      sizeof(struct sp_node),
2716                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2717
2718         for_each_node(nid) {
2719                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2720                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2721                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2722                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2723                         .v = { .preferred_node = nid, },
2724                 };
2725         }
2726
2727         /*
2728          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2729          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2730          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2731          */
2732         nodes_clear(interleave_nodes);
2733         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2734                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2735
2736                 /* Preserve the largest node */
2737                 if (largest < total_pages) {
2738                         largest = total_pages;
2739                         prefer = nid;
2740                 }
2741
2742                 /* Interleave this node? */
2743                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2744                         node_set(nid, interleave_nodes);
2745         }
2746
2747         /* All too small, use the largest */
2748         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2749                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2750
2751         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2752                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2753
2754         check_numabalancing_enable();
2755 }
2756
2757 /* Reset policy of current process to default */
2758 void numa_default_policy(void)
2759 {
2760         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2761 }
2762
2763 /*
2764  * Parse and format mempolicy from/to strings
2765  */
2766
2767 /*
2768  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2769  */
2770 static const char * const policy_modes[] =
2771 {
2772         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2773         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2774         [MPOL_BIND]       = "bind",
2775         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2776         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2777 };
2778
2779
2780 #ifdef CONFIG_TMPFS
2781 /**
2782  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2783  * @str:  string containing mempolicy to parse
2784  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2785  *
2786  * Format of input:
2787  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2788  *
2789  * On success, returns 0, else 1
2790  */
2791 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2792 {
2793         struct mempolicy *new = NULL;
2794         unsigned short mode;
2795         unsigned short mode_flags;
2796         nodemask_t nodes;
2797         char *nodelist = strchr(str, ':');
2798         char *flags = strchr(str, '=');
2799         int err = 1;
2800
2801         if (nodelist) {
2802                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2803                 *nodelist++ = '\0';
2804                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2805                         goto out;
2806                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2807                         goto out;
2808         } else
2809                 nodes_clear(nodes);
2810
2811         if (flags)
2812                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2813
2814         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2815                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2816                         break;
2817                 }
2818         }
2819         if (mode >= MPOL_MAX)
2820                 goto out;
2821
2822         switch (mode) {
2823         case MPOL_PREFERRED:
2824                 /*
2825                  * Insist on a nodelist of one node only
2826                  */
2827                 if (nodelist) {
2828                         char *rest = nodelist;
2829                         while (isdigit(*rest))
2830                                 rest++;
2831                         if (*rest)
2832                                 goto out;
2833                 }
2834                 break;
2835         case MPOL_INTERLEAVE:
2836                 /*
2837                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2838                  */
2839                 if (!nodelist)
2840                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2841                 break;
2842         case MPOL_LOCAL:
2843                 /*
2844                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2845                  */
2846                 if (nodelist)
2847                         goto out;
2848                 mode = MPOL_PREFERRED;
2849                 break;
2850         case MPOL_DEFAULT:
2851                 /*
2852                  * Insist on a empty nodelist
2853                  */
2854                 if (!nodelist)
2855                         err = 0;
2856                 goto out;
2857         case MPOL_BIND:
2858                 /*
2859                  * Insist on a nodelist
2860                  */
2861                 if (!nodelist)
2862                         goto out;
2863         }
2864
2865         mode_flags = 0;
2866         if (flags) {
2867                 /*
2868                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2869                  * mode flags.
2870                  */
2871                 if (!strcmp(flags, "static"))
2872                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2873                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2874                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2875                 else
2876                         goto out;
2877         }
2878
2879         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2880         if (IS_ERR(new))
2881                 goto out;
2882
2883         /*
2884          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2885          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2886          */
2887         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2888                 new->v.nodes = nodes;
2889         else if (nodelist)
2890                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2891         else
2892                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2893
2894         /*
2895          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2896          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2897          */
2898         new->w.user_nodemask = nodes;
2899
2900         err = 0;
2901
2902 out:
2903         /* Restore string for error message */
2904         if (nodelist)
2905                 *--nodelist = ':';
2906         if (flags)
2907                 *--flags = '=';
2908         if (!err)
2909                 *mpol = new;
2910         return err;
2911 }
2912 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2913
2914 /**
2915  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2916  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2917  * @maxlen:  length of @buffer
2918  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2919  *
2920  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2921  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2922  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2923  */
2924 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2925 {
2926         char *p = buffer;
2927         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2928         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2929         unsigned short flags = 0;
2930
2931         if (pol && pol != &default_policy) {
2932                 mode = pol->mode;
2933                 flags = pol->flags;
2934         }
2935
2936         switch (mode) {
2937         case MPOL_DEFAULT:
2938                 break;
2939         case MPOL_PREFERRED:
2940                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2941                         mode = MPOL_LOCAL;
2942                 else
2943                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2944                 break;
2945         case MPOL_BIND:
2946         case MPOL_INTERLEAVE:
2947                 nodes = pol->v.nodes;
2948                 break;
2949         default:
2950                 WARN_ON_ONCE(1);
2951                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2952                 return;
2953         }
2954
2955         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2956
2957         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2958                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2959
2960                 /*
2961                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2962                  */
2963                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2964                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2965                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2966                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2967         }
2968
2969         if (!nodes_empty(nodes)) {
2970                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, ":");
2971                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2972         }
2973 }