mm: revert 0def08e3 ("mm/mempolicy.c: check return code of check_range")
[pandora-kernel.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/export.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96 #include <linux/random.h>
97
98 #include "internal.h"
99
100 /* Internal flags */
101 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
102 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 static struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
461                                 unsigned long flags);
462
463 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
464 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
465                 unsigned long addr, unsigned long end,
466                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
467                 void *private)
468 {
469         pte_t *orig_pte;
470         pte_t *pte;
471         spinlock_t *ptl;
472
473         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
474         do {
475                 struct page *page;
476                 int nid;
477
478                 if (!pte_present(*pte))
479                         continue;
480                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
481                 if (!page)
482                         continue;
483                 /*
484                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
485                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
486                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
487                  */
488                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
489                         continue;
490                 nid = page_to_nid(page);
491                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
492                         continue;
493
494                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
495                         migrate_page_add(page, private, flags);
496                 else
497                         break;
498         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
499         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
500         return addr != end;
501 }
502
503 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
504                 unsigned long addr, unsigned long end,
505                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
506                 void *private)
507 {
508         pmd_t *pmd;
509         unsigned long next;
510
511         pmd = pmd_offset(pud, addr);
512         do {
513                 next = pmd_addr_end(addr, end);
514                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
515                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
516                         continue;
517                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
518                                     flags, private))
519                         return -EIO;
520         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
521         return 0;
522 }
523
524 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
525                 unsigned long addr, unsigned long end,
526                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
527                 void *private)
528 {
529         pud_t *pud;
530         unsigned long next;
531
532         pud = pud_offset(pgd, addr);
533         do {
534                 next = pud_addr_end(addr, end);
535                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
536                         continue;
537                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
538                                     flags, private))
539                         return -EIO;
540         } while (pud++, addr = next, addr != end);
541         return 0;
542 }
543
544 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
545                 unsigned long addr, unsigned long end,
546                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
547                 void *private)
548 {
549         pgd_t *pgd;
550         unsigned long next;
551
552         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
553         do {
554                 next = pgd_addr_end(addr, end);
555                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
556                         continue;
557                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
558                                     flags, private))
559                         return -EIO;
560         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
566  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
567  * put them on the pagelist.
568  */
569 static struct vm_area_struct *
570 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
571                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
572 {
573         int err;
574         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
575
576
577         first = find_vma(mm, start);
578         if (!first)
579                 return ERR_PTR(-EFAULT);
580         prev = NULL;
581         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
582                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
583                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
584                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
585                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                 }
588                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
589                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
590                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
591                                 vma_migratable(vma)))) {
592                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
593
594                         if (endvma > end)
595                                 endvma = end;
596                         if (vma->vm_start > start)
597                                 start = vma->vm_start;
598                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
599                                                 flags, private);
600                         if (err) {
601                                 first = ERR_PTR(err);
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 prev = vma;
606         }
607         return first;
608 }
609
610 /*
611  * Apply policy to a single VMA
612  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
613  */
614 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
615                                                 struct mempolicy *pol)
616 {
617         int err;
618         struct mempolicy *old;
619         struct mempolicy *new;
620
621         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
622                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
623                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
624                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
625
626         new = mpol_dup(pol);
627         if (IS_ERR(new))
628                 return PTR_ERR(new);
629
630         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
631                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
632                 if (err)
633                         goto err_out;
634         }
635
636         old = vma->vm_policy;
637         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
638         mpol_put(old);
639
640         return 0;
641  err_out:
642         mpol_put(new);
643         return err;
644 }
645
646 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
647 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
648                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
649 {
650         struct vm_area_struct *next;
651         struct vm_area_struct *prev;
652         struct vm_area_struct *vma;
653         int err = 0;
654         pgoff_t pgoff;
655         unsigned long vmstart;
656         unsigned long vmend;
657
658         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
659         if (!vma || vma->vm_start > start)
660                 return -EFAULT;
661
662         if (start > vma->vm_start)
663                 prev = vma;
664
665         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
666                 next = vma->vm_next;
667                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
668                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
669
670                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
671                         continue;
672
673                 pgoff = vma->vm_pgoff +
674                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
675                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
676                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
677                                   new_pol);
678                 if (prev) {
679                         vma = prev;
680                         next = vma->vm_next;
681                         continue;
682                 }
683                 if (vma->vm_start != vmstart) {
684                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
685                         if (err)
686                                 goto out;
687                 }
688                 if (vma->vm_end != vmend) {
689                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
690                         if (err)
691                                 goto out;
692                 }
693                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
694                 if (err)
695                         goto out;
696         }
697
698  out:
699         return err;
700 }
701
702 /*
703  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
704  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
705  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
706  *
707  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
708  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
709  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
710  *
711  * The above limitation is why this routine has the funny name
712  * mpol_fix_fork_child_flag().
713  *
714  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
715  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
716  * for use within this file.
717  */
718
719 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
720 {
721         if (p->mempolicy)
722                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
723         else
724                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
725 }
726
727 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
728 {
729         mpol_fix_fork_child_flag(current);
730 }
731
732 /* Set the process memory policy */
733 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
734                              nodemask_t *nodes)
735 {
736         struct mempolicy *new, *old;
737         struct mm_struct *mm = current->mm;
738         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
739         int ret;
740
741         if (!scratch)
742                 return -ENOMEM;
743
744         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
745         if (IS_ERR(new)) {
746                 ret = PTR_ERR(new);
747                 goto out;
748         }
749         /*
750          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
751          * is using it.
752          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
753          * with no 'mm'.
754          */
755         if (mm)
756                 down_write(&mm->mmap_sem);
757         task_lock(current);
758         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
759         if (ret) {
760                 task_unlock(current);
761                 if (mm)
762                         up_write(&mm->mmap_sem);
763                 mpol_put(new);
764                 goto out;
765         }
766         old = current->mempolicy;
767         current->mempolicy = new;
768         mpol_set_task_struct_flag();
769         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
770             nodes_weight(new->v.nodes))
771                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
772         task_unlock(current);
773         if (mm)
774                 up_write(&mm->mmap_sem);
775
776         mpol_put(old);
777         ret = 0;
778 out:
779         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
780         return ret;
781 }
782
783 /*
784  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
785  *
786  * Called with task's alloc_lock held
787  */
788 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
789 {
790         nodes_clear(*nodes);
791         if (p == &default_policy)
792                 return;
793
794         switch (p->mode) {
795         case MPOL_BIND:
796                 /* Fall through */
797         case MPOL_INTERLEAVE:
798                 *nodes = p->v.nodes;
799                 break;
800         case MPOL_PREFERRED:
801                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
802                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
803                 /* else return empty node mask for local allocation */
804                 break;
805         default:
806                 BUG();
807         }
808 }
809
810 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
811 {
812         struct page *p;
813         int err;
814
815         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
816         if (err >= 0) {
817                 err = page_to_nid(p);
818                 put_page(p);
819         }
820         return err;
821 }
822
823 /* Retrieve NUMA policy */
824 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
825                              unsigned long addr, unsigned long flags)
826 {
827         int err;
828         struct mm_struct *mm = current->mm;
829         struct vm_area_struct *vma = NULL;
830         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
831
832         if (flags &
833                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
834                 return -EINVAL;
835
836         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
837                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
838                         return -EINVAL;
839                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
840                 task_lock(current);
841                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
842                 task_unlock(current);
843                 return 0;
844         }
845
846         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
847                 /*
848                  * Do NOT fall back to task policy if the
849                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
850                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
851                  */
852                 down_read(&mm->mmap_sem);
853                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
854                 if (!vma) {
855                         up_read(&mm->mmap_sem);
856                         return -EFAULT;
857                 }
858                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
859                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
860                 else
861                         pol = vma->vm_policy;
862         } else if (addr)
863                 return -EINVAL;
864
865         if (!pol)
866                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
867
868         if (flags & MPOL_F_NODE) {
869                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
870                         err = lookup_node(mm, addr);
871                         if (err < 0)
872                                 goto out;
873                         *policy = err;
874                 } else if (pol == current->mempolicy &&
875                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
876                         *policy = current->il_next;
877                 } else {
878                         err = -EINVAL;
879                         goto out;
880                 }
881         } else {
882                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
883                                                 pol->mode;
884                 /*
885                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
886                  * the policy to userspace.
887                  */
888                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
889         }
890
891         if (vma) {
892                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
893                 vma = NULL;
894         }
895
896         err = 0;
897         if (nmask) {
898                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
899                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
900                 } else {
901                         task_lock(current);
902                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
903                         task_unlock(current);
904                 }
905         }
906
907  out:
908         mpol_cond_put(pol);
909         if (vma)
910                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
911         return err;
912 }
913
914 #ifdef CONFIG_MIGRATION
915 /*
916  * page migration
917  */
918 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
919                                 unsigned long flags)
920 {
921         /*
922          * Avoid migrating a page that is shared with others.
923          */
924         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
925                 if (!isolate_lru_page(page)) {
926                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
927                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
928                                             page_is_file_cache(page));
929                 }
930         }
931 }
932
933 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
934 {
935         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
936 }
937
938 /*
939  * Migrate pages from one node to a target node.
940  * Returns error or the number of pages not migrated.
941  */
942 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
943                            int flags)
944 {
945         nodemask_t nmask;
946         LIST_HEAD(pagelist);
947         int err = 0;
948
949         nodes_clear(nmask);
950         node_set(source, nmask);
951
952         /*
953          * This does not "check" the range but isolates all pages that
954          * need migration.  Between passing in the full user address
955          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
956          */
957         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
958         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
959                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
960
961         if (!list_empty(&pagelist)) {
962                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
963                                                         false, MIGRATE_SYNC);
964                 if (err)
965                         putback_lru_pages(&pagelist);
966         }
967
968         return err;
969 }
970
971 /*
972  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
973  * layout as much as possible.
974  *
975  * Returns the number of page that could not be moved.
976  */
977 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
978         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
979 {
980         int busy = 0;
981         int err;
982         nodemask_t tmp;
983
984         err = migrate_prep();
985         if (err)
986                 return err;
987
988         down_read(&mm->mmap_sem);
989
990         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
991         if (err)
992                 goto out;
993
994         /*
995          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
996          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
997          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
998          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
999          *
1000          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1001          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1002          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1003          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1004          *
1005          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1006          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1007          * (nothing left to migrate).
1008          *
1009          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1010          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1011          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1012          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1013          * before migrating outgoing memory source that same node.
1014          *
1015          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1016          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1017          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1018          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1019          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1020          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1021          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1022          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1023          */
1024
1025         tmp = *from_nodes;
1026         while (!nodes_empty(tmp)) {
1027                 int s,d;
1028                 int source = -1;
1029                 int dest = 0;
1030
1031                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1032                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1033                         if (s == d)
1034                                 continue;
1035
1036                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1037                         dest = d;
1038
1039                         /* dest not in remaining from nodes? */
1040                         if (!node_isset(dest, tmp))
1041                                 break;
1042                 }
1043                 if (source == -1)
1044                         break;
1045
1046                 node_clear(source, tmp);
1047                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1048                 if (err > 0)
1049                         busy += err;
1050                 if (err < 0)
1051                         break;
1052         }
1053 out:
1054         up_read(&mm->mmap_sem);
1055         if (err < 0)
1056                 return err;
1057         return busy;
1058
1059 }
1060
1061 /*
1062  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1063  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1064  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1065  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1066  * is in virtual address order.
1067  */
1068 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1069 {
1070         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1071         unsigned long uninitialized_var(address);
1072
1073         while (vma) {
1074                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1075                 if (address != -EFAULT)
1076                         break;
1077                 vma = vma->vm_next;
1078         }
1079
1080         /*
1081          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1082          */
1083         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1084 }
1085 #else
1086
1087 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1088                                 unsigned long flags)
1089 {
1090 }
1091
1092 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1093         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1094 {
1095         return -ENOSYS;
1096 }
1097
1098 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1099 {
1100         return NULL;
1101 }
1102 #endif
1103
1104 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1105                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1106                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1107 {
1108         struct vm_area_struct *vma;
1109         struct mm_struct *mm = current->mm;
1110         struct mempolicy *new;
1111         unsigned long end;
1112         int err;
1113         LIST_HEAD(pagelist);
1114
1115         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1116                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1117                 return -EINVAL;
1118         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1119                 return -EPERM;
1120
1121         if (start & ~PAGE_MASK)
1122                 return -EINVAL;
1123
1124         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1125                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1126
1127         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1128         end = start + len;
1129
1130         if (end < start)
1131                 return -EINVAL;
1132         if (end == start)
1133                 return 0;
1134
1135         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1136         if (IS_ERR(new))
1137                 return PTR_ERR(new);
1138
1139         /*
1140          * If we are using the default policy then operation
1141          * on discontinuous address spaces is okay after all
1142          */
1143         if (!new)
1144                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1145
1146         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1147                  start, start + len, mode, mode_flags,
1148                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1149
1150         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1151
1152                 err = migrate_prep();
1153                 if (err)
1154                         goto mpol_out;
1155         }
1156         {
1157                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1158                 if (scratch) {
1159                         down_write(&mm->mmap_sem);
1160                         task_lock(current);
1161                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1162                         task_unlock(current);
1163                         if (err)
1164                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1165                 } else
1166                         err = -ENOMEM;
1167                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1168         }
1169         if (err)
1170                 goto mpol_out;
1171
1172         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1173                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1174
1175         err = PTR_ERR(vma);
1176         if (!IS_ERR(vma)) {
1177                 int nr_failed = 0;
1178
1179                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1180
1181                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1182                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1183                                                 (unsigned long)vma,
1184                                                 false, true);
1185                         if (nr_failed)
1186                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1187                 }
1188
1189                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1190                         err = -EIO;
1191         } else
1192                 putback_lru_pages(&pagelist);
1193
1194         up_write(&mm->mmap_sem);
1195  mpol_out:
1196         mpol_put(new);
1197         return err;
1198 }
1199
1200 /*
1201  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1202  */
1203
1204 /* Copy a node mask from user space. */
1205 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1206                      unsigned long maxnode)
1207 {
1208         unsigned long k;
1209         unsigned long nlongs;
1210         unsigned long endmask;
1211
1212         --maxnode;
1213         nodes_clear(*nodes);
1214         if (maxnode == 0 || !nmask)
1215                 return 0;
1216         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1217                 return -EINVAL;
1218
1219         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1220         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1221                 endmask = ~0UL;
1222         else
1223                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1224
1225         /* When the user specified more nodes than supported just check
1226            if the non supported part is all zero. */
1227         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1228                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1229                         return -EINVAL;
1230                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1231                         unsigned long t;
1232                         if (get_user(t, nmask + k))
1233                                 return -EFAULT;
1234                         if (k == nlongs - 1) {
1235                                 if (t & endmask)
1236                                         return -EINVAL;
1237                         } else if (t)
1238                                 return -EINVAL;
1239                 }
1240                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1241                 endmask = ~0UL;
1242         }
1243
1244         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1245                 return -EFAULT;
1246         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1247         return 0;
1248 }
1249
1250 /* Copy a kernel node mask to user space */
1251 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1252                               nodemask_t *nodes)
1253 {
1254         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1255         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1256
1257         if (copy > nbytes) {
1258                 if (copy > PAGE_SIZE)
1259                         return -EINVAL;
1260                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1261                         return -EFAULT;
1262                 copy = nbytes;
1263         }
1264         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1265 }
1266
1267 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1268                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1269                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1270 {
1271         nodemask_t nodes;
1272         int err;
1273         unsigned short mode_flags;
1274
1275         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1276         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1277         if (mode >= MPOL_MAX)
1278                 return -EINVAL;
1279         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1280             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1281                 return -EINVAL;
1282         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1283         if (err)
1284                 return err;
1285         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1286 }
1287
1288 /* Set the process memory policy */
1289 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1290                 unsigned long, maxnode)
1291 {
1292         int err;
1293         nodemask_t nodes;
1294         unsigned short flags;
1295
1296         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1297         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1298         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1299                 return -EINVAL;
1300         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1301                 return -EINVAL;
1302         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1303         if (err)
1304                 return err;
1305         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1306 }
1307
1308 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1309                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1310                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1311 {
1312         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1313         struct mm_struct *mm = NULL;
1314         struct task_struct *task;
1315         nodemask_t task_nodes;
1316         int err;
1317         nodemask_t *old;
1318         nodemask_t *new;
1319         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1320
1321         if (!scratch)
1322                 return -ENOMEM;
1323
1324         old = &scratch->mask1;
1325         new = &scratch->mask2;
1326
1327         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1328         if (err)
1329                 goto out;
1330
1331         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1332         if (err)
1333                 goto out;
1334
1335         /* Find the mm_struct */
1336         rcu_read_lock();
1337         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1338         if (!task) {
1339                 rcu_read_unlock();
1340                 err = -ESRCH;
1341                 goto out;
1342         }
1343         mm = get_task_mm(task);
1344         rcu_read_unlock();
1345
1346         err = -EINVAL;
1347         if (!mm)
1348                 goto out;
1349
1350         /*
1351          * Check if this process has the right to modify the specified
1352          * process. The right exists if the process has administrative
1353          * capabilities, superuser privileges or the same
1354          * userid as the target process.
1355          */
1356         rcu_read_lock();
1357         tcred = __task_cred(task);
1358         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1359             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1360             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1361                 rcu_read_unlock();
1362                 err = -EPERM;
1363                 goto out;
1364         }
1365         rcu_read_unlock();
1366
1367         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1368         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1369         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1370                 err = -EPERM;
1371                 goto out;
1372         }
1373
1374         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1375                 err = -EINVAL;
1376                 goto out;
1377         }
1378
1379         err = security_task_movememory(task);
1380         if (err)
1381                 goto out;
1382
1383         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1384                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1385 out:
1386         if (mm)
1387                 mmput(mm);
1388         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1389
1390         return err;
1391 }
1392
1393
1394 /* Retrieve NUMA policy */
1395 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1396                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1397                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1398 {
1399         int err;
1400         int uninitialized_var(pval);
1401         nodemask_t nodes;
1402
1403         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1404                 return -EINVAL;
1405
1406         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1407
1408         if (err)
1409                 return err;
1410
1411         if (policy && put_user(pval, policy))
1412                 return -EFAULT;
1413
1414         if (nmask)
1415                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1416
1417         return err;
1418 }
1419
1420 #ifdef CONFIG_COMPAT
1421
1422 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1423                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1424                                      compat_ulong_t maxnode,
1425                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1426 {
1427         long err;
1428         unsigned long __user *nm = NULL;
1429         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1430         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1431
1432         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1433         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1434
1435         if (nmask)
1436                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1437
1438         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1439
1440         if (!err && nmask) {
1441                 unsigned long copy_size;
1442                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1443                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1444                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1445                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1446                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1447         }
1448
1449         return err;
1450 }
1451
1452 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1453                                      compat_ulong_t maxnode)
1454 {
1455         long err = 0;
1456         unsigned long __user *nm = NULL;
1457         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1458         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1459
1460         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1461         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1462
1463         if (nmask) {
1464                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1465                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1466                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1467         }
1468
1469         if (err)
1470                 return -EFAULT;
1471
1472         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1473 }
1474
1475 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1476                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1477                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1478 {
1479         long err = 0;
1480         unsigned long __user *nm = NULL;
1481         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1482         nodemask_t bm;
1483
1484         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1485         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1486
1487         if (nmask) {
1488                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1489                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1490                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1491         }
1492
1493         if (err)
1494                 return -EFAULT;
1495
1496         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1497 }
1498
1499 #endif
1500
1501 /*
1502  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1503  * @task - task for fallback if vma policy == default
1504  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1505  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1506  *
1507  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1508  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1509  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1510  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1511  * the caller.
1512  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1513  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1514  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1515  * extra reference for shared policies.
1516  */
1517 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1518                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1519 {
1520         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1521
1522         if (vma) {
1523                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1524                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1525                                                                         addr);
1526                         if (vpol)
1527                                 pol = vpol;
1528                 } else if (vma->vm_policy) {
1529                         pol = vma->vm_policy;
1530
1531                         /*
1532                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1533                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1534                          * count on these policies which will be dropped by
1535                          * mpol_cond_put() later
1536                          */
1537                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1538                                 mpol_get(pol);
1539                 }
1540         }
1541         if (!pol)
1542                 pol = &default_policy;
1543         return pol;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1548  * page allocation
1549  */
1550 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1551 {
1552         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1553         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1554                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1555                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1556                 return &policy->v.nodes;
1557
1558         return NULL;
1559 }
1560
1561 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1562 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1563         int nd)
1564 {
1565         switch (policy->mode) {
1566         case MPOL_PREFERRED:
1567                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1568                         nd = policy->v.preferred_node;
1569                 break;
1570         case MPOL_BIND:
1571                 /*
1572                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1573                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1574                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1575                  * the first node in the mask instead.
1576                  */
1577                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1578                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1579                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1580                 break;
1581         default:
1582                 BUG();
1583         }
1584         return node_zonelist(nd, gfp);
1585 }
1586
1587 /* Do dynamic interleaving for a process */
1588 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1589 {
1590         unsigned nid, next;
1591         struct task_struct *me = current;
1592
1593         nid = me->il_next;
1594         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1595         if (next >= MAX_NUMNODES)
1596                 next = first_node(policy->v.nodes);
1597         if (next < MAX_NUMNODES)
1598                 me->il_next = next;
1599         return nid;
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1604  * next slab entry.
1605  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1606  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1607  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1608  * such protection.
1609  */
1610 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1611 {
1612         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1613                 return numa_node_id();
1614
1615         switch (policy->mode) {
1616         case MPOL_PREFERRED:
1617                 /*
1618                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1619                  */
1620                 return policy->v.preferred_node;
1621
1622         case MPOL_INTERLEAVE:
1623                 return interleave_nodes(policy);
1624
1625         case MPOL_BIND: {
1626                 /*
1627                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1628                  * first node.
1629                  */
1630                 struct zonelist *zonelist;
1631                 struct zone *zone;
1632                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1633                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1634                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1635                                                         &policy->v.nodes,
1636                                                         &zone);
1637                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1638         }
1639
1640         default:
1641                 BUG();
1642         }
1643 }
1644
1645 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1646 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1647                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1648 {
1649         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1650         unsigned target;
1651         int c;
1652         int nid = -1;
1653
1654         if (!nnodes)
1655                 return numa_node_id();
1656         target = (unsigned int)off % nnodes;
1657         c = 0;
1658         do {
1659                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1660                 c++;
1661         } while (c <= target);
1662         return nid;
1663 }
1664
1665 /* Determine a node number for interleave */
1666 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1667                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1668 {
1669         if (vma) {
1670                 unsigned long off;
1671
1672                 /*
1673                  * for small pages, there is no difference between
1674                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1675                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1676                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1677                  * a useful offset.
1678                  */
1679                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1680                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1681                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1682                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1683         } else
1684                 return interleave_nodes(pol);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1689  * (returns -1 if nodemask is empty)
1690  */
1691 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1692 {
1693         int w, bit = -1;
1694
1695         w = nodes_weight(*maskp);
1696         if (w)
1697                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1698                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1699         return bit;
1700 }
1701
1702 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1703 /*
1704  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1705  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1706  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1707  * @gfp_flags = for requested zone
1708  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1709  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1710  *
1711  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1712  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1713  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1714  * @nodemask for filtering the zonelist.
1715  *
1716  * Must be protected by get_mems_allowed()
1717  */
1718 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1719                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1720                                 nodemask_t **nodemask)
1721 {
1722         struct zonelist *zl;
1723
1724         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1725         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1726
1727         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1728                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1729                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1730         } else {
1731                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1732                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1733                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1734         }
1735         return zl;
1736 }
1737
1738 /*
1739  * init_nodemask_of_mempolicy
1740  *
1741  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1742  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1743  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1744  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1745  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1746  * of non-default mempolicy.
1747  *
1748  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1749  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1750  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1751  *
1752  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1753  */
1754 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1755 {
1756         struct mempolicy *mempolicy;
1757         int nid;
1758
1759         if (!(mask && current->mempolicy))
1760                 return false;
1761
1762         task_lock(current);
1763         mempolicy = current->mempolicy;
1764         switch (mempolicy->mode) {
1765         case MPOL_PREFERRED:
1766                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1767                         nid = numa_node_id();
1768                 else
1769                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1770                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1771                 break;
1772
1773         case MPOL_BIND:
1774                 /* Fall through */
1775         case MPOL_INTERLEAVE:
1776                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1777                 break;
1778
1779         default:
1780                 BUG();
1781         }
1782         task_unlock(current);
1783
1784         return true;
1785 }
1786 #endif
1787
1788 /*
1789  * mempolicy_nodemask_intersects
1790  *
1791  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1792  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1793  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1794  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1795  *
1796  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1797  */
1798 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1799                                         const nodemask_t *mask)
1800 {
1801         struct mempolicy *mempolicy;
1802         bool ret = true;
1803
1804         if (!mask)
1805                 return ret;
1806         task_lock(tsk);
1807         mempolicy = tsk->mempolicy;
1808         if (!mempolicy)
1809                 goto out;
1810
1811         switch (mempolicy->mode) {
1812         case MPOL_PREFERRED:
1813                 /*
1814                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1815                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1816                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1817                  * nodes in mask.
1818                  */
1819                 break;
1820         case MPOL_BIND:
1821         case MPOL_INTERLEAVE:
1822                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1823                 break;
1824         default:
1825                 BUG();
1826         }
1827 out:
1828         task_unlock(tsk);
1829         return ret;
1830 }
1831
1832 /* Allocate a page in interleaved policy.
1833    Own path because it needs to do special accounting. */
1834 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1835                                         unsigned nid)
1836 {
1837         struct zonelist *zl;
1838         struct page *page;
1839
1840         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1841         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1842         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1843                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1844         return page;
1845 }
1846
1847 /**
1848  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1849  *
1850  *      @gfp:
1851  *      %GFP_USER    user allocation.
1852  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1853  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1854  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1855  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1856  *
1857  *      @order:Order of the GFP allocation.
1858  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1859  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1860  *
1861  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1862  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1863  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1864  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1865  *      all allocations for pages that will be mapped into
1866  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1867  *
1868  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1869  */
1870 struct page *
1871 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1872                 unsigned long addr, int node)
1873 {
1874         struct mempolicy *pol;
1875         struct zonelist *zl;
1876         struct page *page;
1877         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1878
1879 retry_cpuset:
1880         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1881         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1882
1883         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1884                 unsigned nid;
1885
1886                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1887                 mpol_cond_put(pol);
1888                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1889                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1890                         goto retry_cpuset;
1891
1892                 return page;
1893         }
1894         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1895         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1896                 /*
1897                  * slow path: ref counted shared policy
1898                  */
1899                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1900                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1901                 __mpol_put(pol);
1902                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1903                         goto retry_cpuset;
1904                 return page;
1905         }
1906         /*
1907          * fast path:  default or task policy
1908          */
1909         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1910                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1911         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1912                 goto retry_cpuset;
1913         return page;
1914 }
1915
1916 /**
1917  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1918  *
1919  *      @gfp:
1920  *              %GFP_USER   user allocation,
1921  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1922  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1923  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1924  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1925  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1926  *
1927  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1928  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1929  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1930  *
1931  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1932  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1933  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1934  */
1935 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1936 {
1937         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1938         struct page *page;
1939         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1940
1941         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1942                 pol = &default_policy;
1943
1944 retry_cpuset:
1945         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1946
1947         /*
1948          * No reference counting needed for current->mempolicy
1949          * nor system default_policy
1950          */
1951         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1952                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1953         else
1954                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1955                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1956                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1957
1958         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1959                 goto retry_cpuset;
1960
1961         return page;
1962 }
1963 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1964
1965 /*
1966  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1967  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1968  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1969  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1970  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1971  *
1972  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1973  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1974  */
1975
1976 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1977 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1978 {
1979         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1980
1981         if (!new)
1982                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1983
1984         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1985         if (old == current->mempolicy) {
1986                 task_lock(current);
1987                 *new = *old;
1988                 task_unlock(current);
1989         } else
1990                 *new = *old;
1991
1992         rcu_read_lock();
1993         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1994                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1995                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1996                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1997                 else
1998                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1999         }
2000         rcu_read_unlock();
2001         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2002         return new;
2003 }
2004
2005 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2006 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2007 {
2008         if (!a || !b)
2009                 return 0;
2010         if (a->mode != b->mode)
2011                 return 0;
2012         if (a->flags != b->flags)
2013                 return 0;
2014         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2015                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2016                         return 0;
2017
2018         switch (a->mode) {
2019         case MPOL_BIND:
2020                 /* Fall through */
2021         case MPOL_INTERLEAVE:
2022                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2023         case MPOL_PREFERRED:
2024                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2025         default:
2026                 BUG();
2027                 return 0;
2028         }
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Shared memory backing store policy support.
2033  *
2034  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2035  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2036  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2037  * for any accesses to the tree.
2038  */
2039
2040 /* lookup first element intersecting start-end */
2041 /* Caller holds sp->mutex */
2042 static struct sp_node *
2043 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2044 {
2045         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2046
2047         while (n) {
2048                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2049
2050                 if (start >= p->end)
2051                         n = n->rb_right;
2052                 else if (end <= p->start)
2053                         n = n->rb_left;
2054                 else
2055                         break;
2056         }
2057         if (!n)
2058                 return NULL;
2059         for (;;) {
2060                 struct sp_node *w = NULL;
2061                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2062                 if (!prev)
2063                         break;
2064                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2065                 if (w->end <= start)
2066                         break;
2067                 n = prev;
2068         }
2069         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2070 }
2071
2072 /* Insert a new shared policy into the list. */
2073 /* Caller holds sp->lock */
2074 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2075 {
2076         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2077         struct rb_node *parent = NULL;
2078         struct sp_node *nd;
2079
2080         while (*p) {
2081                 parent = *p;
2082                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2083                 if (new->start < nd->start)
2084                         p = &(*p)->rb_left;
2085                 else if (new->end > nd->end)
2086                         p = &(*p)->rb_right;
2087                 else
2088                         BUG();
2089         }
2090         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2091         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2092         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2093                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2094 }
2095
2096 /* Find shared policy intersecting idx */
2097 struct mempolicy *
2098 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2099 {
2100         struct mempolicy *pol = NULL;
2101         struct sp_node *sn;
2102
2103         if (!sp->root.rb_node)
2104                 return NULL;
2105         mutex_lock(&sp->mutex);
2106         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2107         if (sn) {
2108                 mpol_get(sn->policy);
2109                 pol = sn->policy;
2110         }
2111         mutex_unlock(&sp->mutex);
2112         return pol;
2113 }
2114
2115 static void sp_free(struct sp_node *n)
2116 {
2117         mpol_put(n->policy);
2118         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2119 }
2120
2121 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2122 {
2123         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2124         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2125         sp_free(n);
2126 }
2127
2128 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2129                                 struct mempolicy *pol)
2130 {
2131         struct sp_node *n;
2132         struct mempolicy *newpol;
2133
2134         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2135         if (!n)
2136                 return NULL;
2137
2138         newpol = mpol_dup(pol);
2139         if (IS_ERR(newpol)) {
2140                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2141                 return NULL;
2142         }
2143         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2144
2145         n->start = start;
2146         n->end = end;
2147         n->policy = newpol;
2148
2149         return n;
2150 }
2151
2152 /* Replace a policy range. */
2153 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2154                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2155 {
2156         struct sp_node *n;
2157         int ret = 0;
2158
2159         mutex_lock(&sp->mutex);
2160         n = sp_lookup(sp, start, end);
2161         /* Take care of old policies in the same range. */
2162         while (n && n->start < end) {
2163                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2164                 if (n->start >= start) {
2165                         if (n->end <= end)
2166                                 sp_delete(sp, n);
2167                         else
2168                                 n->start = end;
2169                 } else {
2170                         /* Old policy spanning whole new range. */
2171                         if (n->end > end) {
2172                                 struct sp_node *new2;
2173                                 new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2174                                 if (!new2) {
2175                                         ret = -ENOMEM;
2176                                         goto out;
2177                                 }
2178                                 n->end = start;
2179                                 sp_insert(sp, new2);
2180                                 break;
2181                         } else
2182                                 n->end = start;
2183                 }
2184                 if (!next)
2185                         break;
2186                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2187         }
2188         if (new)
2189                 sp_insert(sp, new);
2190 out:
2191         mutex_unlock(&sp->mutex);
2192         return ret;
2193 }
2194
2195 /**
2196  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2197  * @sp: pointer to inode shared policy
2198  * @mpol:  struct mempolicy to install
2199  *
2200  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2201  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2202  * This must be released on exit.
2203  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2204  */
2205 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2206 {
2207         int ret;
2208
2209         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2210         mutex_init(&sp->mutex);
2211
2212         if (mpol) {
2213                 struct vm_area_struct pvma;
2214                 struct mempolicy *new;
2215                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2216
2217                 if (!scratch)
2218                         goto put_mpol;
2219                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2220                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2221                 if (IS_ERR(new))
2222                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2223
2224                 task_lock(current);
2225                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2226                 task_unlock(current);
2227                 if (ret)
2228                         goto put_new;
2229
2230                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2231                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2232                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2233                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2234
2235 put_new:
2236                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2237 free_scratch:
2238                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2239 put_mpol:
2240                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2241         }
2242 }
2243
2244 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2245                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2246 {
2247         int err;
2248         struct sp_node *new = NULL;
2249         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2250
2251         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2252                  vma->vm_pgoff,
2253                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2254                  npol ? npol->flags : -1,
2255                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2256
2257         if (npol) {
2258                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2259                 if (!new)
2260                         return -ENOMEM;
2261         }
2262         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2263         if (err && new)
2264                 sp_free(new);
2265         return err;
2266 }
2267
2268 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2269 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2270 {
2271         struct sp_node *n;
2272         struct rb_node *next;
2273
2274         if (!p->root.rb_node)
2275                 return;
2276         mutex_lock(&p->mutex);
2277         next = rb_first(&p->root);
2278         while (next) {
2279                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2280                 next = rb_next(&n->nd);
2281                 sp_delete(p, n);
2282         }
2283         mutex_unlock(&p->mutex);
2284 }
2285
2286 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2287 void __init numa_policy_init(void)
2288 {
2289         nodemask_t interleave_nodes;
2290         unsigned long largest = 0;
2291         int nid, prefer = 0;
2292
2293         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2294                                          sizeof(struct mempolicy),
2295                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2296
2297         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2298                                      sizeof(struct sp_node),
2299                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2300
2301         /*
2302          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2303          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2304          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2305          */
2306         nodes_clear(interleave_nodes);
2307         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2308                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2309
2310                 /* Preserve the largest node */
2311                 if (largest < total_pages) {
2312                         largest = total_pages;
2313                         prefer = nid;
2314                 }
2315
2316                 /* Interleave this node? */
2317                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2318                         node_set(nid, interleave_nodes);
2319         }
2320
2321         /* All too small, use the largest */
2322         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2323                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2324
2325         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2326                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2327 }
2328
2329 /* Reset policy of current process to default */
2330 void numa_default_policy(void)
2331 {
2332         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2333 }
2334
2335 /*
2336  * Parse and format mempolicy from/to strings
2337  */
2338
2339 /*
2340  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2341  */
2342 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2343 static const char * const policy_modes[] =
2344 {
2345         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2346         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2347         [MPOL_BIND]       = "bind",
2348         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2349         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2350 };
2351
2352
2353 #ifdef CONFIG_TMPFS
2354 /**
2355  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2356  * @str:  string containing mempolicy to parse
2357  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2358  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2359  *
2360  * Format of input:
2361  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2362  *
2363  * On success, returns 0, else 1
2364  */
2365 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int unused)
2366 {
2367         struct mempolicy *new = NULL;
2368         unsigned short mode;
2369         unsigned short mode_flags;
2370         nodemask_t nodes;
2371         char *nodelist = strchr(str, ':');
2372         char *flags = strchr(str, '=');
2373         int err = 1;
2374
2375         if (nodelist) {
2376                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2377                 *nodelist++ = '\0';
2378                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2379                         goto out;
2380                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2381                         goto out;
2382         } else
2383                 nodes_clear(nodes);
2384
2385         if (flags)
2386                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2387
2388         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2389                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2390                         break;
2391                 }
2392         }
2393         if (mode > MPOL_LOCAL)
2394                 goto out;
2395
2396         switch (mode) {
2397         case MPOL_PREFERRED:
2398                 /*
2399                  * Insist on a nodelist of one node only
2400                  */
2401                 if (nodelist) {
2402                         char *rest = nodelist;
2403                         while (isdigit(*rest))
2404                                 rest++;
2405                         if (*rest)
2406                                 goto out;
2407                 }
2408                 break;
2409         case MPOL_INTERLEAVE:
2410                 /*
2411                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2412                  */
2413                 if (!nodelist)
2414                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2415                 break;
2416         case MPOL_LOCAL:
2417                 /*
2418                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2419                  */
2420                 if (nodelist)
2421                         goto out;
2422                 mode = MPOL_PREFERRED;
2423                 break;
2424         case MPOL_DEFAULT:
2425                 /*
2426                  * Insist on a empty nodelist
2427                  */
2428                 if (!nodelist)
2429                         err = 0;
2430                 goto out;
2431         case MPOL_BIND:
2432                 /*
2433                  * Insist on a nodelist
2434                  */
2435                 if (!nodelist)
2436                         goto out;
2437         }
2438
2439         mode_flags = 0;
2440         if (flags) {
2441                 /*
2442                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2443                  * mode flags.
2444                  */
2445                 if (!strcmp(flags, "static"))
2446                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2447                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2448                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2449                 else
2450                         goto out;
2451         }
2452
2453         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2454         if (IS_ERR(new))
2455                 goto out;
2456
2457         /*
2458          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2459          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2460          */
2461         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2462                 new->v.nodes = nodes;
2463         else if (nodelist)
2464                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2465         else
2466                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2467
2468         /*
2469          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2470          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2471          */
2472         new->w.user_nodemask = nodes;
2473
2474         err = 0;
2475
2476 out:
2477         /* Restore string for error message */
2478         if (nodelist)
2479                 *--nodelist = ':';
2480         if (flags)
2481                 *--flags = '=';
2482         if (!err)
2483                 *mpol = new;
2484         return err;
2485 }
2486 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2487
2488 /**
2489  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2490  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2491  * @maxlen:  length of @buffer
2492  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2493  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2494  *
2495  * Convert a mempolicy into a string.
2496  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2497  * or an error (negative)
2498  */
2499 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int unused)
2500 {
2501         char *p = buffer;
2502         int l;
2503         nodemask_t nodes;
2504         unsigned short mode;
2505         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2506
2507         /*
2508          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2509          */
2510         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2511
2512         if (!pol || pol == &default_policy)
2513                 mode = MPOL_DEFAULT;
2514         else
2515                 mode = pol->mode;
2516
2517         switch (mode) {
2518         case MPOL_DEFAULT:
2519                 nodes_clear(nodes);
2520                 break;
2521
2522         case MPOL_PREFERRED:
2523                 nodes_clear(nodes);
2524                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2525                         mode = MPOL_LOCAL;
2526                 else
2527                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2528                 break;
2529
2530         case MPOL_BIND:
2531                 /* Fall through */
2532         case MPOL_INTERLEAVE:
2533                 nodes = pol->v.nodes;
2534                 break;
2535
2536         default:
2537                 return -EINVAL;
2538         }
2539
2540         l = strlen(policy_modes[mode]);
2541         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2542                 return -ENOSPC;
2543
2544         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2545         p += l;
2546
2547         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2548                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2549                         return -ENOSPC;
2550                 *p++ = '=';
2551
2552                 /*
2553                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2554                  */
2555                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2556                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2557                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2558                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2559         }
2560
2561         if (!nodes_empty(nodes)) {
2562                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2563                         return -ENOSPC;
2564                 *p++ = ':';
2565                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2566         }
2567         return p - buffer;
2568 }