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/gfp.h>
  77 #include <linux/slab.h>
  78 #include <linux/string.h>
  79 #include <linux/module.h>
  80 #include <linux/nsproxy.h>
  81 #include <linux/interrupt.h>
  82 #include <linux/init.h>
  83 #include <linux/compat.h>
  84 #include <linux/swap.h>
  85 #include <linux/seq_file.h>
  86 #include <linux/proc_fs.h>
  87 #include <linux/migrate.h>
  88 #include <linux/rmap.h>
  89 #include <linux/security.h>
  90 #include <linux/syscalls.h>
  91
  92 #include <asm/tlbflush.h>
  93 #include <asm/uaccess.h>
  94
  95 /* Internal flags */
  96 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
  97 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
  98 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
  99
 100 static struct kmem_cache *policy_cache;
 101 static struct kmem_cache *sn_cache;
 102
 103 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
 104    policied. */
 105 enum zone_type policy_zone = 0;
 106
 107 struct mempolicy default_policy = {
 108         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
 109         .mode   = MPOL_DEFAULT,
 110 };
 111
 112 static const struct mempolicy_operations {
 113         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
 114         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
 115 } mpol_ops[MPOL_MAX];
 116
 117 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
 118 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
 119 {
 120         int nd, k;
 121
 122         /* Check that there is something useful in this mask */
 123         k = policy_zone;
 124
 125         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
 126                 struct zone *z;
 127
 128                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
 129                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
 130                         if (z->present_pages > 0)
 131                                 return 1;
 132                 }
 133         }
 134
 135         return 0;
 136 }
 137
 138 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
 139 {
 140         return pol->flags & (MPOL_F_STATIC_NODES | MPOL_F_RELATIVE_NODES);
 141 }
 142
 143 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
 144                                    const nodemask_t *rel)
 145 {
 146         nodemask_t tmp;
 147         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
 148         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
 149 }
 150
 151 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
 152 {
 153         if (nodes_empty(*nodes))
 154                 return -EINVAL;
 155         pol->v.nodes = *nodes;
 156         return 0;
 157 }
 158
 159 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
 160 {
 161         if (!nodes)
 162                 pol->v.preferred_node = -1;     /* local allocation */
 163         else if (nodes_empty(*nodes))
 164                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
 165         else
 166                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
 167         return 0;
 168 }
 169
 170 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
 171 {
 172         if (!is_valid_nodemask(nodes))
 173                 return -EINVAL;
 174         pol->v.nodes = *nodes;
 175         return 0;
 176 }
 177
 178 /* Create a new policy */
 179 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
 180                                   nodemask_t *nodes)
 181 {
 182         struct mempolicy *policy;
 183         nodemask_t cpuset_context_nmask;
 184         int ret;
 185
 186         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
 187                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
 188
 189         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
 190                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
 191                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 192                 return NULL;
 193         }
 194         VM_BUG_ON(!nodes);
 195
 196         /*
 197          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
 198          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
 199          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
 200          */
 201         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
 202                 if (nodes_empty(*nodes)) {
 203                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
 204                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
 205                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 206                         nodes = NULL;   /* flag local alloc */
 207                 }
 208         } else if (nodes_empty(*nodes))
 209                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 210         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
 211         if (!policy)
 212                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 213         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
 214         policy->mode = mode;
 215         policy->flags = flags;
 216
 217         if (nodes) {
 218                 /*
 219                  * cpuset related setup doesn't apply to local allocation
 220                  */
 221                 cpuset_update_task_memory_state();
 222                 if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
 223                         mpol_relative_nodemask(&cpuset_context_nmask, nodes,
 224                                                &cpuset_current_mems_allowed);
 225                 else
 226                         nodes_and(cpuset_context_nmask, *nodes,
 227                                   cpuset_current_mems_allowed);
 228                 if (mpol_store_user_nodemask(policy))
 229                         policy->w.user_nodemask = *nodes;
 230                 else
 231                         policy->w.cpuset_mems_allowed =
 232                                                 cpuset_mems_allowed(current);
 233         }
 234
 235         ret = mpol_ops[mode].create(policy,
 236                                 nodes ? &cpuset_context_nmask : NULL);
 237         if (ret < 0) {
 238                 kmem_cache_free(policy_cache, policy);
 239                 return ERR_PTR(ret);
 240         }
 241         return policy;
 242 }
 243
 244 /* Slow path of a mpol destructor. */
 245 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
 246 {
 247         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
 248                 return;
 249         p->mode = MPOL_DEFAULT;
 250         kmem_cache_free(policy_cache, p);
 251 }
 252
 253 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
 254 {
 255 }
 256
 257 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol,
 258                                  const nodemask_t *nodes)
 259 {
 260         nodemask_t tmp;
 261
 262         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
 263                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
 264         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
 265                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
 266         else {
 267                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
 268                             *nodes);
 269                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
 270         }
 271
 272         pol->v.nodes = tmp;
 273         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
 274                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
 275                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
 276                         current->il_next = first_node(tmp);
 277                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
 278                         current->il_next = numa_node_id();
 279         }
 280 }
 281
 282 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
 283                                   const nodemask_t *nodes)
 284 {
 285         nodemask_t tmp;
 286
 287         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
 288                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
 289
 290                 if (node_isset(node, *nodes))
 291                         pol->v.preferred_node = node;
 292                 else
 293                         pol->v.preferred_node = -1;
 294         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
 295                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
 296                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
 297         } else if (pol->v.preferred_node != -1) {
 298                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
 299                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
 300                                                    *nodes);
 301                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
 302         }
 303 }
 304
 305 /* Migrate a policy to a different set of nodes */
 306 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol,
 307                                const nodemask_t *newmask)
 308 {
 309         if (!pol)
 310                 return;
 311         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
 312             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
 313                 return;
 314         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
 319  * pointer, and updates task mempolicy.
 320  */
 321
 322 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
 323 {
 324         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
 325 }
 326
 327 /*
 328  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
 329  *
 330  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
 331  */
 332
 333 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
 334 {
 335         struct vm_area_struct *vma;
 336
 337         down_write(&mm->mmap_sem);
 338         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
 339                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
 340         up_write(&mm->mmap_sem);
 341 }
 342
 343 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
 344         [MPOL_DEFAULT] = {
 345                 .rebind = mpol_rebind_default,
 346         },
 347         [MPOL_INTERLEAVE] = {
 348                 .create = mpol_new_interleave,
 349                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
 350         },
 351         [MPOL_PREFERRED] = {
 352                 .create = mpol_new_preferred,
 353                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
 354         },
 355         [MPOL_BIND] = {
 356                 .create = mpol_new_bind,
 357                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
 358         },
 359 };
 360
 361 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
 362 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
 363                                 unsigned long flags);
 364
 365 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
 366 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
 367                 unsigned long addr, unsigned long end,
 368                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
 369                 void *private)
 370 {
 371         pte_t *orig_pte;
 372         pte_t *pte;
 373         spinlock_t *ptl;
 374
 375         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 376         do {
 377                 struct page *page;
 378                 int nid;
 379
 380                 if (!pte_present(*pte))
 381                         continue;
 382                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
 383                 if (!page)
 384                         continue;
 385                 /*
 386                  * The check for PageReserved here is important to avoid
 387                  * handling zero pages and other pages that may have been
 388                  * marked special by the system.
 389                  *
 390                  * If the PageReserved would not be checked here then f.e.
 391                  * the location of the zero page could have an influence
 392                  * on MPOL_MF_STRICT, zero pages would be counted for
 393                  * the per node stats, and there would be useless attempts
 394                  * to put zero pages on the migration list.
 395                  */
 396                 if (PageReserved(page))
 397                         continue;
 398                 nid = page_to_nid(page);
 399                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
 400                         continue;
 401
 402                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
 403                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
 404                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
 405                         migrate_page_add(page, private, flags);
 406                 else
 407                         break;
 408         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 409         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
 410         return addr != end;
 411 }
 412
 413 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
 414                 unsigned long addr, unsigned long end,
 415                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
 416                 void *private)
 417 {
 418         pmd_t *pmd;
 419         unsigned long next;
 420
 421         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 422         do {
 423                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 424                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
 425                         continue;
 426                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
 427                                     flags, private))
 428                         return -EIO;
 429         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 430         return 0;
 431 }
 432
 433 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
 434                 unsigned long addr, unsigned long end,
 435                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
 436                 void *private)
 437 {
 438         pud_t *pud;
 439         unsigned long next;
 440
 441         pud = pud_offset(pgd, addr);
 442         do {
 443                 next = pud_addr_end(addr, end);
 444                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 445                         continue;
 446                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
 447                                     flags, private))
 448                         return -EIO;
 449         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 450         return 0;
 451 }
 452
 453 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
 454                 unsigned long addr, unsigned long end,
 455                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
 456                 void *private)
 457 {
 458         pgd_t *pgd;
 459         unsigned long next;
 460
 461         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
 462         do {
 463                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 464                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 465                         continue;
 466                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
 467                                     flags, private))
 468                         return -EIO;
 469         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 470         return 0;
 471 }
 472
 473 /*
 474  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
 475  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
 476  * put them on the pagelist.
 477  */
 478 static struct vm_area_struct *
 479 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
 480                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
 481 {
 482         int err;
 483         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
 484
 485         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
 486
 487                 err = migrate_prep();
 488                 if (err)
 489                         return ERR_PTR(err);
 490         }
 491
 492         first = find_vma(mm, start);
 493         if (!first)
 494                 return ERR_PTR(-EFAULT);
 495         prev = NULL;
 496         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
 497                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
 498                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
 499                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
 500                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
 501                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
 502                 }
 503                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
 504                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
 505                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
 506                                 vma_migratable(vma)))) {
 507                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
 508
 509                         if (endvma > end)
 510                                 endvma = end;
 511                         if (vma->vm_start > start)
 512                                 start = vma->vm_start;
 513                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
 514                                                 flags, private);
 515                         if (err) {
 516                                 first = ERR_PTR(err);
 517                                 break;
 518                         }
 519                 }
 520                 prev = vma;
 521         }
 522         return first;
 523 }
 524
 525 /* Apply policy to a single VMA */
 526 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
 527 {
 528         int err = 0;
 529         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
 530
 531         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
 532                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
 533                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
 534                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
 535
 536         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
 537                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
 538         if (!err) {
 539                 mpol_get(new);
 540                 vma->vm_policy = new;
 541                 mpol_put(old);
 542         }
 543         return err;
 544 }
 545
 546 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
 547 static int mbind_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
 548                        unsigned long end, struct mempolicy *new)
 549 {
 550         struct vm_area_struct *next;
 551         int err;
 552
 553         err = 0;
 554         for (; vma && vma->vm_start < end; vma = next) {
 555                 next = vma->vm_next;
 556                 if (vma->vm_start < start)
 557                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, start, 1);
 558                 if (!err && vma->vm_end > end)
 559                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, end, 0);
 560                 if (!err)
 561                         err = policy_vma(vma, new);
 562                 if (err)
 563                         break;
 564         }
 565         return err;
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
 570  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
 571  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
 572  *
 573  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
 574  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
 575  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
 576  *
 577  * The above limitation is why this routine has the funny name
 578  * mpol_fix_fork_child_flag().
 579  *
 580  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
 581  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
 582  * for use within this file.
 583  */
 584
 585 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
 586 {
 587         if (p->mempolicy)
 588                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
 589         else
 590                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
 591 }
 592
 593 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
 594 {
 595         mpol_fix_fork_child_flag(current);
 596 }
 597
 598 /* Set the process memory policy */
 599 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
 600                              nodemask_t *nodes)
 601 {
 602         struct mempolicy *new;
 603         struct mm_struct *mm = current->mm;
 604
 605         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
 606         if (IS_ERR(new))
 607                 return PTR_ERR(new);
 608
 609         /*
 610          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
 611          * is using it.
 612          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
 613          * with no 'mm'.
 614          */
 615         if (mm)
 616                 down_write(&mm->mmap_sem);
 617         mpol_put(current->mempolicy);
 618         current->mempolicy = new;
 619         mpol_set_task_struct_flag();
 620         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
 621             nodes_weight(new->v.nodes))
 622                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
 623         if (mm)
 624                 up_write(&mm->mmap_sem);
 625
 626         return 0;
 627 }
 628
 629 /* Fill a zone bitmap for a policy */
 630 static void get_zonemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
 631 {
 632         nodes_clear(*nodes);
 633         switch (p->mode) {
 634         case MPOL_DEFAULT:
 635                 break;
 636         case MPOL_BIND:
 637                 /* Fall through */
 638         case MPOL_INTERLEAVE:
 639                 *nodes = p->v.nodes;
 640                 break;
 641         case MPOL_PREFERRED:
 642                 /* or use current node instead of memory_map? */
 643                 if (p->v.preferred_node < 0)
 644                         *nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
 645                 else
 646                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
 647                 break;
 648         default:
 649                 BUG();
 650         }
 651 }
 652
 653 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 654 {
 655         struct page *p;
 656         int err;
 657
 658         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
 659         if (err >= 0) {
 660                 err = page_to_nid(p);
 661                 put_page(p);
 662         }
 663         return err;
 664 }
 665
 666 /* Retrieve NUMA policy */
 667 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
 668                              unsigned long addr, unsigned long flags)
 669 {
 670         int err;
 671         struct mm_struct *mm = current->mm;
 672         struct vm_area_struct *vma = NULL;
 673         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
 674
 675         cpuset_update_task_memory_state();
 676         if (flags &
 677                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
 678                 return -EINVAL;
 679
 680         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
 681                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
 682                         return -EINVAL;
 683                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
 684                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
 685                 return 0;
 686         }
 687
 688         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
 689                 down_read(&mm->mmap_sem);
 690                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
 691                 if (!vma) {
 692                         up_read(&mm->mmap_sem);
 693                         return -EFAULT;
 694                 }
 695                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
 696                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
 697                 else
 698                         pol = vma->vm_policy;
 699         } else if (addr)
 700                 return -EINVAL;
 701
 702         if (!pol)
 703                 pol = &default_policy;
 704
 705         if (flags & MPOL_F_NODE) {
 706                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
 707                         err = lookup_node(mm, addr);
 708                         if (err < 0)
 709                                 goto out;
 710                         *policy = err;
 711                 } else if (pol == current->mempolicy &&
 712                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
 713                         *policy = current->il_next;
 714                 } else {
 715                         err = -EINVAL;
 716                         goto out;
 717                 }
 718         } else
 719                 *policy = pol->mode | pol->flags;
 720
 721         if (vma) {
 722                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 723                 vma = NULL;
 724         }
 725
 726         err = 0;
 727         if (nmask)
 728                 get_zonemask(pol, nmask);
 729
 730  out:
 731         mpol_cond_put(pol);
 732         if (vma)
 733                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 734         return err;
 735 }
 736
 737 #ifdef CONFIG_MIGRATION
 738 /*
 739  * page migration
 740  */
 741 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
 742                                 unsigned long flags)
 743 {
 744         /*
 745          * Avoid migrating a page that is shared with others.
 746          */
 747         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1)
 748                 isolate_lru_page(page, pagelist);
 749 }
 750
 751 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
 752 {
 753         return alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
 754 }
 755
 756 /*
 757  * Migrate pages from one node to a target node.
 758  * Returns error or the number of pages not migrated.
 759  */
 760 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
 761                            int flags)
 762 {
 763         nodemask_t nmask;
 764         LIST_HEAD(pagelist);
 765         int err = 0;
 766
 767         nodes_clear(nmask);
 768         node_set(source, nmask);
 769
 770         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, TASK_SIZE, &nmask,
 771                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
 772
 773         if (!list_empty(&pagelist))
 774                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest);
 775
 776         return err;
 777 }
 778
 779 /*
 780  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
 781  * layout as much as possible.
 782  *
 783  * Returns the number of page that could not be moved.
 784  */
 785 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
 786         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
 787 {
 788         LIST_HEAD(pagelist);
 789         int busy = 0;
 790         int err = 0;
 791         nodemask_t tmp;
 792
 793         down_read(&mm->mmap_sem);
 794
 795         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
 796         if (err)
 797                 goto out;
 798
 799 /*
 800  * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
 801  * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
 802  * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
 803  * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
 804  *
 805  * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
 806  * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
 807  * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
 808  * that will be migrating to itself, so no pages need move.
 809  *
 810  * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
 811  * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
 812  * (nothing left to migrate).
 813  *
 814  * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
 815  * if possible the dest node is not already occupied by some other
 816  * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
 817  * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
 818  * before migrating outgoing memory source that same node.
 819  *
 820  * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
 821  * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
 822  * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
 823  * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
 824  * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
 825  * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
 826  * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
 827  * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
 828  */
 829
 830         tmp = *from_nodes;
 831         while (!nodes_empty(tmp)) {
 832                 int s,d;
 833                 int source = -1;
 834                 int dest = 0;
 835
 836                 for_each_node_mask(s, tmp) {
 837                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
 838                         if (s == d)
 839                                 continue;
 840
 841                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
 842                         dest = d;
 843
 844                         /* dest not in remaining from nodes? */
 845                         if (!node_isset(dest, tmp))
 846                                 break;
 847                 }
 848                 if (source == -1)
 849                         break;
 850
 851                 node_clear(source, tmp);
 852                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
 853                 if (err > 0)
 854                         busy += err;
 855                 if (err < 0)
 856                         break;
 857         }
 858 out:
 859         up_read(&mm->mmap_sem);
 860         if (err < 0)
 861                 return err;
 862         return busy;
 863
 864 }
 865
 866 /*
 867  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
 868  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
 869  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
 870  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
 871  * is in virtual address order.
 872  */
 873 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
 874 {
 875         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
 876         unsigned long uninitialized_var(address);
 877
 878         while (vma) {
 879                 address = page_address_in_vma(page, vma);
 880                 if (address != -EFAULT)
 881                         break;
 882                 vma = vma->vm_next;
 883         }
 884
 885         /*
 886          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
 887          */
 888         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
 889 }
 890 #else
 891
 892 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
 893                                 unsigned long flags)
 894 {
 895 }
 896
 897 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
 898         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
 899 {
 900         return -ENOSYS;
 901 }
 902
 903 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
 904 {
 905         return NULL;
 906 }
 907 #endif
 908
 909 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
 910                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
 911                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
 912 {
 913         struct vm_area_struct *vma;
 914         struct mm_struct *mm = current->mm;
 915         struct mempolicy *new;
 916         unsigned long end;
 917         int err;
 918         LIST_HEAD(pagelist);
 919
 920         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
 921                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
 922                 return -EINVAL;
 923         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
 924                 return -EPERM;
 925
 926         if (start & ~PAGE_MASK)
 927                 return -EINVAL;
 928
 929         if (mode == MPOL_DEFAULT)
 930                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
 931
 932         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 933         end = start + len;
 934
 935         if (end < start)
 936                 return -EINVAL;
 937         if (end == start)
 938                 return 0;
 939
 940         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
 941         if (IS_ERR(new))
 942                 return PTR_ERR(new);
 943
 944         /*
 945          * If we are using the default policy then operation
 946          * on discontinuous address spaces is okay after all
 947          */
 948         if (!new)
 949                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
 950
 951         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
 952                  start, start + len, mode, mode_flags,
 953                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
 954
 955         down_write(&mm->mmap_sem);
 956         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
 957                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
 958
 959         err = PTR_ERR(vma);
 960         if (!IS_ERR(vma)) {
 961                 int nr_failed = 0;
 962
 963                 err = mbind_range(vma, start, end, new);
 964
 965                 if (!list_empty(&pagelist))
 966                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
 967                                                 (unsigned long)vma);
 968
 969                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
 970                         err = -EIO;
 971         }
 972
 973         up_write(&mm->mmap_sem);
 974         mpol_put(new);
 975         return err;
 976 }
 977
 978 /*
 979  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
 980  */
 981
 982 /* Copy a node mask from user space. */
 983 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
 984                      unsigned long maxnode)
 985 {
 986         unsigned long k;
 987         unsigned long nlongs;
 988         unsigned long endmask;
 989
 990         --maxnode;
 991         nodes_clear(*nodes);
 992         if (maxnode == 0 || !nmask)
 993                 return 0;
 994         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
 995                 return -EINVAL;
 996
 997         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
 998         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
 999                 endmask = ~0UL;
1000         else
1001                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1002
1003         /* When the user specified more nodes than supported just check
1004            if the non supported part is all zero. */
1005         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1006                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1007                         return -EINVAL;
1008                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1009                         unsigned long t;
1010                         if (get_user(t, nmask + k))
1011                                 return -EFAULT;
1012                         if (k == nlongs - 1) {
1013                                 if (t & endmask)
1014                                         return -EINVAL;
1015                         } else if (t)
1016                                 return -EINVAL;
1017                 }
1018                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1019                 endmask = ~0UL;
1020         }
1021
1022         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1023                 return -EFAULT;
1024         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1025         return 0;
1026 }
1027
1028 /* Copy a kernel node mask to user space */
1029 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1030                               nodemask_t *nodes)
1031 {
1032         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1033         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1034
1035         if (copy > nbytes) {
1036                 if (copy > PAGE_SIZE)
1037                         return -EINVAL;
1038                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1039                         return -EFAULT;
1040                 copy = nbytes;
1041         }
1042         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1043 }
1044
1045 asmlinkage long sys_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1046                         unsigned long mode,
1047                         unsigned long __user *nmask, unsigned long maxnode,
1048                         unsigned flags)
1049 {
1050         nodemask_t nodes;
1051         int err;
1052         unsigned short mode_flags;
1053
1054         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1055         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1056         if (mode >= MPOL_MAX)
1057                 return -EINVAL;
1058         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1059             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1060                 return -EINVAL;
1061         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1062         if (err)
1063                 return err;
1064         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1065 }
1066
1067 /* Set the process memory policy */
1068 asmlinkage long sys_set_mempolicy(int mode, unsigned long __user *nmask,
1069                 unsigned long maxnode)
1070 {
1071         int err;
1072         nodemask_t nodes;
1073         unsigned short flags;
1074
1075         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1076         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1077         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1078                 return -EINVAL;
1079         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1080                 return -EINVAL;
1081         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1082         if (err)
1083                 return err;
1084         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1085 }
1086
1087 asmlinkage long sys_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1088                 const unsigned long __user *old_nodes,
1089                 const unsigned long __user *new_nodes)
1090 {
1091         struct mm_struct *mm;
1092         struct task_struct *task;
1093         nodemask_t old;
1094         nodemask_t new;
1095         nodemask_t task_nodes;
1096         int err;
1097
1098         err = get_nodes(&old, old_nodes, maxnode);
1099         if (err)
1100                 return err;
1101
1102         err = get_nodes(&new, new_nodes, maxnode);
1103         if (err)
1104                 return err;
1105
1106         /* Find the mm_struct */
1107         read_lock(&tasklist_lock);
1108         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1109         if (!task) {
1110                 read_unlock(&tasklist_lock);
1111                 return -ESRCH;
1112         }
1113         mm = get_task_mm(task);
1114         read_unlock(&tasklist_lock);
1115
1116         if (!mm)
1117                 return -EINVAL;
1118
1119         /*
1120          * Check if this process has the right to modify the specified
1121          * process. The right exists if the process has administrative
1122          * capabilities, superuser privileges or the same
1123          * userid as the target process.
1124          */
1125         if ((current->euid != task->suid) && (current->euid != task->uid) &&
1126             (current->uid != task->suid) && (current->uid != task->uid) &&
1127             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1128                 err = -EPERM;
1129                 goto out;
1130         }
1131
1132         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1133         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1134         if (!nodes_subset(new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1135                 err = -EPERM;
1136                 goto out;
1137         }
1138
1139         if (!nodes_subset(new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1140                 err = -EINVAL;
1141                 goto out;
1142         }
1143
1144         err = security_task_movememory(task);
1145         if (err)
1146                 goto out;
1147
1148         err = do_migrate_pages(mm, &old, &new,
1149                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1150 out:
1151         mmput(mm);
1152         return err;
1153 }
1154
1155
1156 /* Retrieve NUMA policy */
1157 asmlinkage long sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1158                                 unsigned long __user *nmask,
1159                                 unsigned long maxnode,
1160                                 unsigned long addr, unsigned long flags)
1161 {
1162         int err;
1163         int uninitialized_var(pval);
1164         nodemask_t nodes;
1165
1166         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1167                 return -EINVAL;
1168
1169         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1170
1171         if (err)
1172                 return err;
1173
1174         if (policy && put_user(pval, policy))
1175                 return -EFAULT;
1176
1177         if (nmask)
1178                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1179
1180         return err;
1181 }
1182
1183 #ifdef CONFIG_COMPAT
1184
1185 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1186                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1187                                      compat_ulong_t maxnode,
1188                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1189 {
1190         long err;
1191         unsigned long __user *nm = NULL;
1192         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1193         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1194
1195         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1196         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1197
1198         if (nmask)
1199                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1200
1201         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1202
1203         if (!err && nmask) {
1204                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1205                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1206                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1207                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1208         }
1209
1210         return err;
1211 }
1212
1213 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1214                                      compat_ulong_t maxnode)
1215 {
1216         long err = 0;
1217         unsigned long __user *nm = NULL;
1218         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1219         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1220
1221         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1222         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1223
1224         if (nmask) {
1225                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1226                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1227                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1228         }
1229
1230         if (err)
1231                 return -EFAULT;
1232
1233         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1234 }
1235
1236 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1237                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1238                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1239 {
1240         long err = 0;
1241         unsigned long __user *nm = NULL;
1242         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1243         nodemask_t bm;
1244
1245         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1246         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1247
1248         if (nmask) {
1249                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1250                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1251                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1252         }
1253
1254         if (err)
1255                 return -EFAULT;
1256
1257         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1258 }
1259
1260 #endif
1261
1262 /*
1263  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1264  * @task - task for fallback if vma policy == default
1265  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1266  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1267  *
1268  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1269  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1270  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1271  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1272  * the caller.
1273  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1274  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1275  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1276  * extra reference for shared policies.
1277  */
1278 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1279                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1280 {
1281         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1282
1283         if (vma) {
1284                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1285                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1286                                                                         addr);
1287                         if (vpol)
1288                                 pol = vpol;
1289                 } else if (vma->vm_policy &&
1290                                 vma->vm_policy->mode != MPOL_DEFAULT)
1291                         pol = vma->vm_policy;
1292         }
1293         if (!pol)
1294                 pol = &default_policy;
1295         return pol;
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1300  * page allocation
1301  */
1302 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1303 {
1304         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1305         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1306                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1307                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1308                 return &policy->v.nodes;
1309
1310         return NULL;
1311 }
1312
1313 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1314 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1315 {
1316         int nd;
1317
1318         switch (policy->mode) {
1319         case MPOL_PREFERRED:
1320                 nd = policy->v.preferred_node;
1321                 if (nd < 0)
1322                         nd = numa_node_id();
1323                 break;
1324         case MPOL_BIND:
1325                 /*
1326                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1327                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1328                  * current node is part of the mask, we use the zonelist for
1329                  * the first node in the mask instead.
1330                  */
1331                 nd = numa_node_id();
1332                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1333                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1334                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1335                 break;
1336         case MPOL_INTERLEAVE: /* should not happen */
1337         case MPOL_DEFAULT:
1338                 nd = numa_node_id();
1339                 break;
1340         default:
1341                 nd = 0;
1342                 BUG();
1343         }
1344         return node_zonelist(nd, gfp);
1345 }
1346
1347 /* Do dynamic interleaving for a process */
1348 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1349 {
1350         unsigned nid, next;
1351         struct task_struct *me = current;
1352
1353         nid = me->il_next;
1354         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1355         if (next >= MAX_NUMNODES)
1356                 next = first_node(policy->v.nodes);
1357         if (next < MAX_NUMNODES)
1358                 me->il_next = next;
1359         return nid;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1364  * next slab entry.
1365  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1366  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1367  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1368  * such protection.
1369  */
1370 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1371 {
1372         unsigned short pol = policy ? policy->mode : MPOL_DEFAULT;
1373
1374         switch (pol) {
1375         case MPOL_INTERLEAVE:
1376                 return interleave_nodes(policy);
1377
1378         case MPOL_BIND: {
1379                 /*
1380                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1381                  * first node.
1382                  */
1383                 struct zonelist *zonelist;
1384                 struct zone *zone;
1385                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1386                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1387                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1388                                                         &policy->v.nodes,
1389                                                         &zone);
1390                 return zone->node;
1391         }
1392
1393         case MPOL_PREFERRED:
1394                 if (policy->v.preferred_node >= 0)
1395                         return policy->v.preferred_node;
1396                 /* Fall through */
1397
1398         default:
1399                 return numa_node_id();
1400         }
1401 }
1402
1403 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1404 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1405                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1406 {
1407         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1408         unsigned target;
1409         int c;
1410         int nid = -1;
1411
1412         if (!nnodes)
1413                 return numa_node_id();
1414         target = (unsigned int)off % nnodes;
1415         c = 0;
1416         do {
1417                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1418                 c++;
1419         } while (c <= target);
1420         return nid;
1421 }
1422
1423 /* Determine a node number for interleave */
1424 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1425                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1426 {
1427         if (vma) {
1428                 unsigned long off;
1429
1430                 /*
1431                  * for small pages, there is no difference between
1432                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1433                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1434                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1435                  * a useful offset.
1436                  */
1437                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1438                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1439                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1440                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1441         } else
1442                 return interleave_nodes(pol);
1443 }
1444
1445 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1446 /*
1447  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1448  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1449  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1450  * @gfp_flags = for requested zone
1451  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1452  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1453  *
1454  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1455  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1456  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1457  * @nodemask for filtering the zonelist.
1458  */
1459 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1460                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1461                                 nodemask_t **nodemask)
1462 {
1463         struct zonelist *zl;
1464
1465         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1466         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1467
1468         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1469                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1470                                                 HPAGE_SHIFT), gfp_flags);
1471         } else {
1472                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol);
1473                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1474                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1475         }
1476         return zl;
1477 }
1478 #endif
1479
1480 /* Allocate a page in interleaved policy.
1481    Own path because it needs to do special accounting. */
1482 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1483                                         unsigned nid)
1484 {
1485         struct zonelist *zl;
1486         struct page *page;
1487
1488         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1489         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1490         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1491                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1492         return page;
1493 }
1494
1495 /**
1496  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1497  *
1498  *      @gfp:
1499  *      %GFP_USER    user allocation.
1500  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1501  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1502  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1503  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1504  *
1505  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1506  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1507  *
1508  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1509  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1510  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1511  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1512  *      all allocations for pages that will be mapped into
1513  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1514  *
1515  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1516  */
1517 struct page *
1518 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1519 {
1520         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1521         struct zonelist *zl;
1522
1523         cpuset_update_task_memory_state();
1524
1525         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1526                 unsigned nid;
1527
1528                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1529                 mpol_cond_put(pol);
1530                 return alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1531         }
1532         zl = policy_zonelist(gfp, pol);
1533         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1534                 /*
1535                  * slow path: ref counted shared policy
1536                  */
1537                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, 0,
1538                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1539                 __mpol_put(pol);
1540                 return page;
1541         }
1542         /*
1543          * fast path:  default or task policy
1544          */
1545         return __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1546 }
1547
1548 /**
1549  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1550  *
1551  *      @gfp:
1552  *              %GFP_USER   user allocation,
1553  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1554  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1555  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1556  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1557  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1558  *
1559  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1560  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1561  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1562  *
1563  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1564  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1565  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1566  */
1567 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1568 {
1569         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1570
1571         if ((gfp & __GFP_WAIT) && !in_interrupt())
1572                 cpuset_update_task_memory_state();
1573         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1574                 pol = &default_policy;
1575
1576         /*
1577          * No reference counting needed for current->mempolicy
1578          * nor system default_policy
1579          */
1580         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1581                 return alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1582         return __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1583                         policy_zonelist(gfp, pol), policy_nodemask(gfp, pol));
1584 }
1585 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1586
1587 /*
1588  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1589  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1590  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1591  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1592  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1593  */
1594
1595 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1596 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1597 {
1598         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1599
1600         if (!new)
1601                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1602         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1603                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1604                 mpol_rebind_policy(old, &mems);
1605         }
1606         *new = *old;
1607         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1608         return new;
1609 }
1610
1611 /*
1612  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1613  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1614  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1615  * after return.  Use the returned value.
1616  *
1617  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1618  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1619  * shmem_readahead needs this.
1620  */
1621 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1622                                                 struct mempolicy *frompol)
1623 {
1624         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1625                 return frompol;
1626
1627         *tompol = *frompol;
1628         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1629         __mpol_put(frompol);
1630         return tompol;
1631 }
1632
1633 static int mpol_match_intent(const struct mempolicy *a,
1634                              const struct mempolicy *b)
1635 {
1636         if (a->flags != b->flags)
1637                 return 0;
1638         if (!mpol_store_user_nodemask(a))
1639                 return 1;
1640         return nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask);
1641 }
1642
1643 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1644 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1645 {
1646         if (!a || !b)
1647                 return 0;
1648         if (a->mode != b->mode)
1649                 return 0;
1650         if (a->mode != MPOL_DEFAULT && !mpol_match_intent(a, b))
1651                 return 0;
1652         switch (a->mode) {
1653         case MPOL_DEFAULT:
1654                 return 1;
1655         case MPOL_BIND:
1656                 /* Fall through */
1657         case MPOL_INTERLEAVE:
1658                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1659         case MPOL_PREFERRED:
1660                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
1661         default:
1662                 BUG();
1663                 return 0;
1664         }
1665 }
1666
1667 /*
1668  * Shared memory backing store policy support.
1669  *
1670  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1671  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1672  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1673  * for any accesses to the tree.
1674  */
1675
1676 /* lookup first element intersecting start-end */
1677 /* Caller holds sp->lock */
1678 static struct sp_node *
1679 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1680 {
1681         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
1682
1683         while (n) {
1684                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1685
1686                 if (start >= p->end)
1687                         n = n->rb_right;
1688                 else if (end <= p->start)
1689                         n = n->rb_left;
1690                 else
1691                         break;
1692         }
1693         if (!n)
1694                 return NULL;
1695         for (;;) {
1696                 struct sp_node *w = NULL;
1697                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
1698                 if (!prev)
1699                         break;
1700                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
1701                 if (w->end <= start)
1702                         break;
1703                 n = prev;
1704         }
1705         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1706 }
1707
1708 /* Insert a new shared policy into the list. */
1709 /* Caller holds sp->lock */
1710 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
1711 {
1712         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
1713         struct rb_node *parent = NULL;
1714         struct sp_node *nd;
1715
1716         while (*p) {
1717                 parent = *p;
1718                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
1719                 if (new->start < nd->start)
1720                         p = &(*p)->rb_left;
1721                 else if (new->end > nd->end)
1722                         p = &(*p)->rb_right;
1723                 else
1724                         BUG();
1725         }
1726         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
1727         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
1728         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
1729                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
1730 }
1731
1732 /* Find shared policy intersecting idx */
1733 struct mempolicy *
1734 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
1735 {
1736         struct mempolicy *pol = NULL;
1737         struct sp_node *sn;
1738
1739         if (!sp->root.rb_node)
1740                 return NULL;
1741         spin_lock(&sp->lock);
1742         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
1743         if (sn) {
1744                 mpol_get(sn->policy);
1745                 pol = sn->policy;
1746         }
1747         spin_unlock(&sp->lock);
1748         return pol;
1749 }
1750
1751 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
1752 {
1753         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
1754         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
1755         mpol_put(n->policy);
1756         kmem_cache_free(sn_cache, n);
1757 }
1758
1759 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
1760                                 struct mempolicy *pol)
1761 {
1762         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
1763
1764         if (!n)
1765                 return NULL;
1766         n->start = start;
1767         n->end = end;
1768         mpol_get(pol);
1769         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
1770         n->policy = pol;
1771         return n;
1772 }
1773
1774 /* Replace a policy range. */
1775 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
1776                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
1777 {
1778         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
1779
1780 restart:
1781         spin_lock(&sp->lock);
1782         n = sp_lookup(sp, start, end);
1783         /* Take care of old policies in the same range. */
1784         while (n && n->start < end) {
1785                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
1786                 if (n->start >= start) {
1787                         if (n->end <= end)
1788                                 sp_delete(sp, n);
1789                         else
1790                                 n->start = end;
1791                 } else {
1792                         /* Old policy spanning whole new range. */
1793                         if (n->end > end) {
1794                                 if (!new2) {
1795                                         spin_unlock(&sp->lock);
1796                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
1797                                         if (!new2)
1798                                                 return -ENOMEM;
1799                                         goto restart;
1800                                 }
1801                                 n->end = start;
1802                                 sp_insert(sp, new2);
1803                                 new2 = NULL;
1804                                 break;
1805                         } else
1806                                 n->end = start;
1807                 }
1808                 if (!next)
1809                         break;
1810                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
1811         }
1812         if (new)
1813                 sp_insert(sp, new);
1814         spin_unlock(&sp->lock);
1815         if (new2) {
1816                 mpol_put(new2->policy);
1817                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
1818         }
1819         return 0;
1820 }
1821
1822 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *info, unsigned short policy,
1823                         unsigned short flags, nodemask_t *policy_nodes)
1824 {
1825         info->root = RB_ROOT;
1826         spin_lock_init(&info->lock);
1827
1828         if (policy != MPOL_DEFAULT) {
1829                 struct mempolicy *newpol;
1830
1831                 /* Falls back to MPOL_DEFAULT on any error */
1832                 newpol = mpol_new(policy, flags, policy_nodes);
1833                 if (!IS_ERR(newpol)) {
1834                         /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
1835                         struct vm_area_struct pvma;
1836
1837                         memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
1838                         /* Policy covers entire file */
1839                         pvma.vm_end = TASK_SIZE;
1840                         mpol_set_shared_policy(info, &pvma, newpol);
1841                         mpol_put(newpol);
1842                 }
1843         }
1844 }
1845
1846 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
1847                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
1848 {
1849         int err;
1850         struct sp_node *new = NULL;
1851         unsigned long sz = vma_pages(vma);
1852
1853         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
1854                  vma->vm_pgoff,
1855                  sz, npol ? npol->mode : -1,
1856                  npol ? npol->flags : -1,
1857                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
1858
1859         if (npol) {
1860                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
1861                 if (!new)
1862                         return -ENOMEM;
1863         }
1864         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
1865         if (err && new)
1866                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
1867         return err;
1868 }
1869
1870 /* Free a backing policy store on inode delete. */
1871 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
1872 {
1873         struct sp_node *n;
1874         struct rb_node *next;
1875
1876         if (!p->root.rb_node)
1877                 return;
1878         spin_lock(&p->lock);
1879         next = rb_first(&p->root);
1880         while (next) {
1881                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
1882                 next = rb_next(&n->nd);
1883                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
1884                 mpol_put(n->policy);
1885                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
1886         }
1887         spin_unlock(&p->lock);
1888 }
1889
1890 /* assumes fs == KERNEL_DS */
1891 void __init numa_policy_init(void)
1892 {
1893         nodemask_t interleave_nodes;
1894         unsigned long largest = 0;
1895         int nid, prefer = 0;
1896
1897         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
1898                                          sizeof(struct mempolicy),
1899                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
1900
1901         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
1902                                      sizeof(struct sp_node),
1903                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
1904
1905         /*
1906          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
1907          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
1908          * fall back to the largest node if they're all smaller.
1909          */
1910         nodes_clear(interleave_nodes);
1911         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1912                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
1913
1914                 /* Preserve the largest node */
1915                 if (largest < total_pages) {
1916                         largest = total_pages;
1917                         prefer = nid;
1918                 }
1919
1920                 /* Interleave this node? */
1921                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
1922                         node_set(nid, interleave_nodes);
1923         }
1924
1925         /* All too small, use the largest */
1926         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
1927                 node_set(prefer, interleave_nodes);
1928
1929         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
1930                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
1931 }
1932
1933 /* Reset policy of current process to default */
1934 void numa_default_policy(void)
1935 {
1936         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1941  */
1942 static const char * const policy_types[] =
1943         { "default", "prefer", "bind", "interleave" };
1944
1945 /*
1946  * Convert a mempolicy into a string.
1947  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
1948  * or an error (negative)
1949  */
1950 static inline int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
1951 {
1952         char *p = buffer;
1953         int l;
1954         nodemask_t nodes;
1955         unsigned short mode = pol ? pol->mode : MPOL_DEFAULT;
1956         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
1957
1958         switch (mode) {
1959         case MPOL_DEFAULT:
1960                 nodes_clear(nodes);
1961                 break;
1962
1963         case MPOL_PREFERRED:
1964                 nodes_clear(nodes);
1965                 node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
1966                 break;
1967
1968         case MPOL_BIND:
1969                 /* Fall through */
1970         case MPOL_INTERLEAVE:
1971                 nodes = pol->v.nodes;
1972                 break;
1973
1974         default:
1975                 BUG();
1976                 return -EFAULT;
1977         }
1978
1979         l = strlen(policy_types[mode]);
1980         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
1981                 return -ENOSPC;
1982
1983         strcpy(p, policy_types[mode]);
1984         p += l;
1985
1986         if (flags) {
1987                 int need_bar = 0;
1988
1989                 if (buffer + maxlen < p + 2)
1990                         return -ENOSPC;
1991                 *p++ = '=';
1992
1993                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
1994                         p += sprintf(p, "%sstatic", need_bar++ ? "|" : "");
1995                 if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
1996                         p += sprintf(p, "%srelative", need_bar++ ? "|" : "");
1997         }
1998
1999         if (!nodes_empty(nodes)) {
2000                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2001                         return -ENOSPC;
2002                 *p++ = '=';
2003                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2004         }
2005         return p - buffer;
2006 }
2007
2008 struct numa_maps {
2009         unsigned long pages;
2010         unsigned long anon;
2011         unsigned long active;
2012         unsigned long writeback;
2013         unsigned long mapcount_max;
2014         unsigned long dirty;
2015         unsigned long swapcache;
2016         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
2017 };
2018
2019 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
2020 {
2021         struct numa_maps *md = private;
2022         int count = page_mapcount(page);
2023
2024         md->pages++;
2025         if (pte_dirty || PageDirty(page))
2026                 md->dirty++;
2027
2028         if (PageSwapCache(page))
2029                 md->swapcache++;
2030
2031         if (PageActive(page))
2032                 md->active++;
2033
2034         if (PageWriteback(page))
2035                 md->writeback++;
2036
2037         if (PageAnon(page))
2038                 md->anon++;
2039
2040         if (count > md->mapcount_max)
2041                 md->mapcount_max = count;
2042
2043         md->node[page_to_nid(page)]++;
2044 }
2045
2046 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2047 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2048                 unsigned long start, unsigned long end,
2049                 struct numa_maps *md)
2050 {
2051         unsigned long addr;
2052         struct page *page;
2053
2054         for (addr = start; addr < end; addr += HPAGE_SIZE) {
2055                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm, addr & HPAGE_MASK);
2056                 pte_t pte;
2057
2058                 if (!ptep)
2059                         continue;
2060
2061                 pte = *ptep;
2062                 if (pte_none(pte))
2063                         continue;
2064
2065                 page = pte_page(pte);
2066                 if (!page)
2067                         continue;
2068
2069                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
2070         }
2071 }
2072 #else
2073 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2074                 unsigned long start, unsigned long end,
2075                 struct numa_maps *md)
2076 {
2077 }
2078 #endif
2079
2080 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
2081 {
2082         struct proc_maps_private *priv = m->private;
2083         struct vm_area_struct *vma = v;
2084         struct numa_maps *md;
2085         struct file *file = vma->vm_file;
2086         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2087         struct mempolicy *pol;
2088         int n;
2089         char buffer[50];
2090
2091         if (!mm)
2092                 return 0;
2093
2094         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
2095         if (!md)
2096                 return 0;
2097
2098         pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
2099         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol);
2100         mpol_cond_put(pol);
2101
2102         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
2103
2104         if (file) {
2105                 seq_printf(m, " file=");
2106                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
2107         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
2108                 seq_printf(m, " heap");
2109         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
2110                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
2111                 seq_printf(m, " stack");
2112         }
2113
2114         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
2115                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
2116                 seq_printf(m, " huge");
2117         } else {
2118                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
2119                         &node_states[N_HIGH_MEMORY], MPOL_MF_STATS, md);
2120         }
2121
2122         if (!md->pages)
2123                 goto out;
2124
2125         if (md->anon)
2126                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
2127
2128         if (md->dirty)
2129                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
2130
2131         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
2132                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
2133
2134         if (md->mapcount_max > 1)
2135                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
2136
2137         if (md->swapcache)
2138                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
2139
2140         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
2141                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
2142
2143         if (md->writeback)
2144                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
2145
2146         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
2147                 if (md->node[n])
2148                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
2149 out:
2150         seq_putc(m, '\n');
2151         kfree(md);
2152
2153         if (m->count < m->size)
2154                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
2155         return 0;
2156 }