OSDN Git Service

e1000: save skb counts in TX to avoid cache misses
[android-x86/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/module.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
97 #include "internal.h"
98
99 /* Internal flags */
100 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
101 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
102
103 static struct kmem_cache *policy_cache;
104 static struct kmem_cache *sn_cache;
105
106 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
107    policied. */
108 enum zone_type policy_zone = 0;
109
110 /*
111  * run-time system-wide default policy => local allocation
112  */
113 struct mempolicy default_policy = {
114         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
115         .mode = MPOL_PREFERRED,
116         .flags = MPOL_F_LOCAL,
117 };
118
119 static const struct mempolicy_operations {
120         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
121         /*
122          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
123          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
124          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
125          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
126          * page.
127          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
128          * rebind directly.
129          *
130          * step:
131          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
132          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
133          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
134          */
135         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
136                         enum mpol_rebind_step step);
137 } mpol_ops[MPOL_MAX];
138
139 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
140 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
141 {
142         int nd, k;
143
144         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
145                 struct zone *z;
146
147                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
148                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
149                         if (z->present_pages > 0)
150                                 return 1;
151                 }
152         }
153
154         return 0;
155 }
156
157 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
158 {
159         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
160 }
161
162 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
163                                    const nodemask_t *rel)
164 {
165         nodemask_t tmp;
166         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
167         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
168 }
169
170 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
171 {
172         if (nodes_empty(*nodes))
173                 return -EINVAL;
174         pol->v.nodes = *nodes;
175         return 0;
176 }
177
178 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
179 {
180         if (!nodes)
181                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
182         else if (nodes_empty(*nodes))
183                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
184         else
185                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
186         return 0;
187 }
188
189 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
190 {
191         if (!is_valid_nodemask(nodes))
192                 return -EINVAL;
193         pol->v.nodes = *nodes;
194         return 0;
195 }
196
197 /*
198  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
199  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
200  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
201  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
202  *
203  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
204  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
205  */
206 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
207                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
208 {
209         int ret;
210
211         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
212         if (pol == NULL)
213                 return 0;
214         /* Check N_HIGH_MEMORY */
215         nodes_and(nsc->mask1,
216                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
217
218         VM_BUG_ON(!nodes);
219         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
220                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
221         else {
222                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
223                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
224                 else
225                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
226
227                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
228                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
229                 else
230                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
231                                                 cpuset_current_mems_allowed;
232         }
233
234         if (nodes)
235                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
236         else
237                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
238         return ret;
239 }
240
241 /*
242  * This function just creates a new policy, does some check and simple
243  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
244  */
245 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
246                                   nodemask_t *nodes)
247 {
248         struct mempolicy *policy;
249
250         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
251                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
252
253         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
254                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
255                         return ERR_PTR(-EINVAL);
256                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
257         }
258         VM_BUG_ON(!nodes);
259
260         /*
261          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
262          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
263          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
264          */
265         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
266                 if (nodes_empty(*nodes)) {
267                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
268                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
269                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
270                 }
271         } else if (nodes_empty(*nodes))
272                 return ERR_PTR(-EINVAL);
273         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
274         if (!policy)
275                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
276         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
277         policy->mode = mode;
278         policy->flags = flags;
279
280         return policy;
281 }
282
283 /* Slow path of a mpol destructor. */
284 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
285 {
286         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
287                 return;
288         kmem_cache_free(policy_cache, p);
289 }
290
291 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
292                                 enum mpol_rebind_step step)
293 {
294 }
295
296 /*
297  * step:
298  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
299  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
300  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
301  */
302 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
303                                  enum mpol_rebind_step step)
304 {
305         nodemask_t tmp;
306
307         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
308                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
309         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
310                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
311         else {
312                 /*
313                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
314                  * result
315                  */
316                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
317                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
318                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
319                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
320                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
321                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
322                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
323                 } else
324                         BUG();
325         }
326
327         if (nodes_empty(tmp))
328                 tmp = *nodes;
329
330         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
331                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
332         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
333                 pol->v.nodes = tmp;
334         else
335                 BUG();
336
337         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
338                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
339                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
340                         current->il_next = first_node(tmp);
341                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
342                         current->il_next = numa_node_id();
343         }
344 }
345
346 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
347                                   const nodemask_t *nodes,
348                                   enum mpol_rebind_step step)
349 {
350         nodemask_t tmp;
351
352         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
353                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
354
355                 if (node_isset(node, *nodes)) {
356                         pol->v.preferred_node = node;
357                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
358                 } else
359                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
360         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
361                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
362                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
363         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
364                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
365                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
366                                                    *nodes);
367                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
368         }
369 }
370
371 /*
372  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
373  *
374  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
375  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
376  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
377  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
378  * page.
379  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
380  * rebind directly.
381  *
382  * step:
383  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
384  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
385  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
386  */
387 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
388                                 enum mpol_rebind_step step)
389 {
390         if (!pol)
391                 return;
392         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
393             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
394                 return;
395
396         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
397                 return;
398
399         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
400                 BUG();
401
402         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
403                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
404         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
405                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
406         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
407                 BUG();
408
409         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
410 }
411
412 /*
413  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
414  * pointer, and updates task mempolicy.
415  *
416  * Called with task's alloc_lock held.
417  */
418
419 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
420                         enum mpol_rebind_step step)
421 {
422         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
423 }
424
425 /*
426  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
427  *
428  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
429  */
430
431 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
432 {
433         struct vm_area_struct *vma;
434
435         down_write(&mm->mmap_sem);
436         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
437                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
438         up_write(&mm->mmap_sem);
439 }
440
441 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
442         [MPOL_DEFAULT] = {
443                 .rebind = mpol_rebind_default,
444         },
445         [MPOL_INTERLEAVE] = {
446                 .create = mpol_new_interleave,
447                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
448         },
449         [MPOL_PREFERRED] = {
450                 .create = mpol_new_preferred,
451                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
452         },
453         [MPOL_BIND] = {
454                 .create = mpol_new_bind,
455                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
456         },
457 };
458
459 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
460                                 unsigned long flags);
461
462 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
463 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
464                 unsigned long addr, unsigned long end,
465                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
466                 void *private)
467 {
468         pte_t *orig_pte;
469         pte_t *pte;
470         spinlock_t *ptl;
471
472         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
473         do {
474                 struct page *page;
475                 int nid;
476
477                 if (!pte_present(*pte))
478                         continue;
479                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
480                 if (!page)
481                         continue;
482                 /*
483                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
484                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
485                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
486                  */
487                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
488                         continue;
489                 nid = page_to_nid(page);
490                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
491                         continue;
492
493                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
494                         migrate_page_add(page, private, flags);
495                 else
496                         break;
497         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
498         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
499         return addr != end;
500 }
501
502 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
503                 unsigned long addr, unsigned long end,
504                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
505                 void *private)
506 {
507         pmd_t *pmd;
508         unsigned long next;
509
510         pmd = pmd_offset(pud, addr);
511         do {
512                 next = pmd_addr_end(addr, end);
513                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
514                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
515                         continue;
516                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
517                                     flags, private))
518                         return -EIO;
519         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
520         return 0;
521 }
522
523 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
524                 unsigned long addr, unsigned long end,
525                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
526                 void *private)
527 {
528         pud_t *pud;
529         unsigned long next;
530
531         pud = pud_offset(pgd, addr);
532         do {
533                 next = pud_addr_end(addr, end);
534                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
535                         continue;
536                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
537                                     flags, private))
538                         return -EIO;
539         } while (pud++, addr = next, addr != end);
540         return 0;
541 }
542
543 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
544                 unsigned long addr, unsigned long end,
545                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
546                 void *private)
547 {
548         pgd_t *pgd;
549         unsigned long next;
550
551         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
552         do {
553                 next = pgd_addr_end(addr, end);
554                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
555                         continue;
556                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
557                                     flags, private))
558                         return -EIO;
559         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
560         return 0;
561 }
562
563 /*
564  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
565  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
566  * put them on the pagelist.
567  */
568 static struct vm_area_struct *
569 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
570                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
571 {
572         int err;
573         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
574
575
576         first = find_vma(mm, start);
577         if (!first)
578                 return ERR_PTR(-EFAULT);
579         prev = NULL;
580         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
581                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
582                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
583                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
584                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
585                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
586                 }
587                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
588                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
589                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
590                                 vma_migratable(vma)))) {
591                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
592
593                         if (endvma > end)
594                                 endvma = end;
595                         if (vma->vm_start > start)
596                                 start = vma->vm_start;
597                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
598                                                 flags, private);
599                         if (err) {
600                                 first = ERR_PTR(err);
601                                 break;
602                         }
603                 }
604                 prev = vma;
605         }
606         return first;
607 }
608
609 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
610 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
611                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
612 {
613         struct vm_area_struct *next;
614         struct vm_area_struct *prev;
615         struct vm_area_struct *vma;
616         int err = 0;
617         pgoff_t pgoff;
618         unsigned long vmstart;
619         unsigned long vmend;
620
621         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
622         if (!vma || vma->vm_start > start)
623                 return -EFAULT;
624
625         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
626                 next = vma->vm_next;
627                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
628                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
629
630                 pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
631                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
632                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, new_pol);
633                 if (prev) {
634                         vma = prev;
635                         next = vma->vm_next;
636                         continue;
637                 }
638                 if (vma->vm_start != vmstart) {
639                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
640                         if (err)
641                                 goto out;
642                 }
643                 if (vma->vm_end != vmend) {
644                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
645                         if (err)
646                                 goto out;
647                 }
648
649                 /*
650                  * Apply policy to a single VMA. The reference counting of
651                  * policy for vma_policy linkages has already been handled by
652                  * vma_merge and split_vma as necessary. If this is a shared
653                  * policy then ->set_policy will increment the reference count
654                  * for an sp node.
655                  */
656                 pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
657                         vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
658                         vma->vm_ops, vma->vm_file,
659                         vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
660                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
661                         err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new_pol);
662                         if (err)
663                                 goto out;
664                 }
665         }
666
667  out:
668         return err;
669 }
670
671 /*
672  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
673  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
674  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
675  *
676  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
677  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
678  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
679  *
680  * The above limitation is why this routine has the funny name
681  * mpol_fix_fork_child_flag().
682  *
683  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
684  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
685  * for use within this file.
686  */
687
688 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
689 {
690         if (p->mempolicy)
691                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
692         else
693                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
694 }
695
696 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
697 {
698         mpol_fix_fork_child_flag(current);
699 }
700
701 /* Set the process memory policy */
702 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
703                              nodemask_t *nodes)
704 {
705         struct mempolicy *new, *old;
706         struct mm_struct *mm = current->mm;
707         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
708         int ret;
709
710         if (!scratch)
711                 return -ENOMEM;
712
713         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
714         if (IS_ERR(new)) {
715                 ret = PTR_ERR(new);
716                 goto out;
717         }
718         /*
719          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
720          * is using it.
721          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
722          * with no 'mm'.
723          */
724         if (mm)
725                 down_write(&mm->mmap_sem);
726         task_lock(current);
727         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
728         if (ret) {
729                 task_unlock(current);
730                 if (mm)
731                         up_write(&mm->mmap_sem);
732                 mpol_put(new);
733                 goto out;
734         }
735         old = current->mempolicy;
736         current->mempolicy = new;
737         mpol_set_task_struct_flag();
738         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
739             nodes_weight(new->v.nodes))
740                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
741         task_unlock(current);
742         if (mm)
743                 up_write(&mm->mmap_sem);
744
745         mpol_put(old);
746         ret = 0;
747 out:
748         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
749         return ret;
750 }
751
752 /*
753  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
754  *
755  * Called with task's alloc_lock held
756  */
757 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
758 {
759         nodes_clear(*nodes);
760         if (p == &default_policy)
761                 return;
762
763         switch (p->mode) {
764         case MPOL_BIND:
765                 /* Fall through */
766         case MPOL_INTERLEAVE:
767                 *nodes = p->v.nodes;
768                 break;
769         case MPOL_PREFERRED:
770                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
771                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
772                 /* else return empty node mask for local allocation */
773                 break;
774         default:
775                 BUG();
776         }
777 }
778
779 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
780 {
781         struct page *p;
782         int err;
783
784         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
785         if (err >= 0) {
786                 err = page_to_nid(p);
787                 put_page(p);
788         }
789         return err;
790 }
791
792 /* Retrieve NUMA policy */
793 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
794                              unsigned long addr, unsigned long flags)
795 {
796         int err;
797         struct mm_struct *mm = current->mm;
798         struct vm_area_struct *vma = NULL;
799         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
800
801         if (flags &
802                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
803                 return -EINVAL;
804
805         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
806                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
807                         return -EINVAL;
808                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
809                 task_lock(current);
810                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
811                 task_unlock(current);
812                 return 0;
813         }
814
815         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
816                 /*
817                  * Do NOT fall back to task policy if the
818                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
819                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
820                  */
821                 down_read(&mm->mmap_sem);
822                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
823                 if (!vma) {
824                         up_read(&mm->mmap_sem);
825                         return -EFAULT;
826                 }
827                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
828                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
829                 else
830                         pol = vma->vm_policy;
831         } else if (addr)
832                 return -EINVAL;
833
834         if (!pol)
835                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
836
837         if (flags & MPOL_F_NODE) {
838                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
839                         err = lookup_node(mm, addr);
840                         if (err < 0)
841                                 goto out;
842                         *policy = err;
843                 } else if (pol == current->mempolicy &&
844                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
845                         *policy = current->il_next;
846                 } else {
847                         err = -EINVAL;
848                         goto out;
849                 }
850         } else {
851                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
852                                                 pol->mode;
853                 /*
854                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
855                  * the policy to userspace.
856                  */
857                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
858         }
859
860         if (vma) {
861                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
862                 vma = NULL;
863         }
864
865         err = 0;
866         if (nmask) {
867                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
868                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
869                 } else {
870                         task_lock(current);
871                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
872                         task_unlock(current);
873                 }
874         }
875
876  out:
877         mpol_cond_put(pol);
878         if (vma)
879                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
880         return err;
881 }
882
883 #ifdef CONFIG_MIGRATION
884 /*
885  * page migration
886  */
887 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
888                                 unsigned long flags)
889 {
890         /*
891          * Avoid migrating a page that is shared with others.
892          */
893         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
894                 if (!isolate_lru_page(page)) {
895                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
896                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
897                                             page_is_file_cache(page));
898                 }
899         }
900 }
901
902 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
903 {
904         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
905 }
906
907 /*
908  * Migrate pages from one node to a target node.
909  * Returns error or the number of pages not migrated.
910  */
911 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
912                            int flags)
913 {
914         nodemask_t nmask;
915         LIST_HEAD(pagelist);
916         int err = 0;
917         struct vm_area_struct *vma;
918
919         nodes_clear(nmask);
920         node_set(source, nmask);
921
922         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
923                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
924         if (IS_ERR(vma))
925                 return PTR_ERR(vma);
926
927         if (!list_empty(&pagelist)) {
928                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
929                                                                 false, true);
930                 if (err)
931                         putback_lru_pages(&pagelist);
932         }
933
934         return err;
935 }
936
937 /*
938  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
939  * layout as much as possible.
940  *
941  * Returns the number of page that could not be moved.
942  */
943 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
944         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
945 {
946         int busy = 0;
947         int err;
948         nodemask_t tmp;
949
950         err = migrate_prep();
951         if (err)
952                 return err;
953
954         down_read(&mm->mmap_sem);
955
956         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
957         if (err)
958                 goto out;
959
960         /*
961          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
962          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
963          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
964          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
965          *
966          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
967          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
968          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
969          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
970          *
971          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
972          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
973          * (nothing left to migrate).
974          *
975          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
976          * if possible the dest node is not already occupied by some other
977          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
978          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
979          * before migrating outgoing memory source that same node.
980          *
981          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
982          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
983          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
984          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
985          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
986          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
987          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
988          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
989          */
990
991         tmp = *from_nodes;
992         while (!nodes_empty(tmp)) {
993                 int s,d;
994                 int source = -1;
995                 int dest = 0;
996
997                 for_each_node_mask(s, tmp) {
998                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
999                         if (s == d)
1000                                 continue;
1001
1002                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1003                         dest = d;
1004
1005                         /* dest not in remaining from nodes? */
1006                         if (!node_isset(dest, tmp))
1007                                 break;
1008                 }
1009                 if (source == -1)
1010                         break;
1011
1012                 node_clear(source, tmp);
1013                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1014                 if (err > 0)
1015                         busy += err;
1016                 if (err < 0)
1017                         break;
1018         }
1019 out:
1020         up_read(&mm->mmap_sem);
1021         if (err < 0)
1022                 return err;
1023         return busy;
1024
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1029  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1030  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1031  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1032  * is in virtual address order.
1033  */
1034 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1035 {
1036         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1037         unsigned long uninitialized_var(address);
1038
1039         while (vma) {
1040                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1041                 if (address != -EFAULT)
1042                         break;
1043                 vma = vma->vm_next;
1044         }
1045
1046         /*
1047          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1048          */
1049         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1050 }
1051 #else
1052
1053 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1054                                 unsigned long flags)
1055 {
1056 }
1057
1058 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1059         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1060 {
1061         return -ENOSYS;
1062 }
1063
1064 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1065 {
1066         return NULL;
1067 }
1068 #endif
1069
1070 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1071                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1072                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1073 {
1074         struct vm_area_struct *vma;
1075         struct mm_struct *mm = current->mm;
1076         struct mempolicy *new;
1077         unsigned long end;
1078         int err;
1079         LIST_HEAD(pagelist);
1080
1081         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1082                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1083                 return -EINVAL;
1084         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1085                 return -EPERM;
1086
1087         if (start & ~PAGE_MASK)
1088                 return -EINVAL;
1089
1090         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1091                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1092
1093         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1094         end = start + len;
1095
1096         if (end < start)
1097                 return -EINVAL;
1098         if (end == start)
1099                 return 0;
1100
1101         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1102         if (IS_ERR(new))
1103                 return PTR_ERR(new);
1104
1105         /*
1106          * If we are using the default policy then operation
1107          * on discontinuous address spaces is okay after all
1108          */
1109         if (!new)
1110                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1111
1112         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1113                  start, start + len, mode, mode_flags,
1114                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1115
1116         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1117
1118                 err = migrate_prep();
1119                 if (err)
1120                         goto mpol_out;
1121         }
1122         {
1123                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1124                 if (scratch) {
1125                         down_write(&mm->mmap_sem);
1126                         task_lock(current);
1127                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1128                         task_unlock(current);
1129                         if (err)
1130                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1131                 } else
1132                         err = -ENOMEM;
1133                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1134         }
1135         if (err)
1136                 goto mpol_out;
1137
1138         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1139                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1140
1141         err = PTR_ERR(vma);
1142         if (!IS_ERR(vma)) {
1143                 int nr_failed = 0;
1144
1145                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1146
1147                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1148                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1149                                                 (unsigned long)vma,
1150                                                 false, true);
1151                         if (nr_failed)
1152                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1153                 }
1154
1155                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1156                         err = -EIO;
1157         } else
1158                 putback_lru_pages(&pagelist);
1159
1160         up_write(&mm->mmap_sem);
1161  mpol_out:
1162         mpol_put(new);
1163         return err;
1164 }
1165
1166 /*
1167  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1168  */
1169
1170 /* Copy a node mask from user space. */
1171 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1172                      unsigned long maxnode)
1173 {
1174         unsigned long k;
1175         unsigned long nlongs;
1176         unsigned long endmask;
1177
1178         --maxnode;
1179         nodes_clear(*nodes);
1180         if (maxnode == 0 || !nmask)
1181                 return 0;
1182         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1183                 return -EINVAL;
1184
1185         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1186         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1187                 endmask = ~0UL;
1188         else
1189                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1190
1191         /* When the user specified more nodes than supported just check
1192            if the non supported part is all zero. */
1193         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1194                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1195                         return -EINVAL;
1196                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1197                         unsigned long t;
1198                         if (get_user(t, nmask + k))
1199                                 return -EFAULT;
1200                         if (k == nlongs - 1) {
1201                                 if (t & endmask)
1202                                         return -EINVAL;
1203                         } else if (t)
1204                                 return -EINVAL;
1205                 }
1206                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1207                 endmask = ~0UL;
1208         }
1209
1210         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1211                 return -EFAULT;
1212         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 /* Copy a kernel node mask to user space */
1217 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1218                               nodemask_t *nodes)
1219 {
1220         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1221         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1222
1223         if (copy > nbytes) {
1224                 if (copy > PAGE_SIZE)
1225                         return -EINVAL;
1226                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1227                         return -EFAULT;
1228                 copy = nbytes;
1229         }
1230         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1231 }
1232
1233 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1234                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1235                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1236 {
1237         nodemask_t nodes;
1238         int err;
1239         unsigned short mode_flags;
1240
1241         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1242         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1243         if (mode >= MPOL_MAX)
1244                 return -EINVAL;
1245         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1246             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1247                 return -EINVAL;
1248         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1249         if (err)
1250                 return err;
1251         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1252 }
1253
1254 /* Set the process memory policy */
1255 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1256                 unsigned long, maxnode)
1257 {
1258         int err;
1259         nodemask_t nodes;
1260         unsigned short flags;
1261
1262         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1263         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1264         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1265                 return -EINVAL;
1266         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1267                 return -EINVAL;
1268         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1269         if (err)
1270                 return err;
1271         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1272 }
1273
1274 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1275                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1276                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1277 {
1278         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1279         struct mm_struct *mm = NULL;
1280         struct task_struct *task;
1281         nodemask_t task_nodes;
1282         int err;
1283         nodemask_t *old;
1284         nodemask_t *new;
1285         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1286
1287         if (!scratch)
1288                 return -ENOMEM;
1289
1290         old = &scratch->mask1;
1291         new = &scratch->mask2;
1292
1293         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1294         if (err)
1295                 goto out;
1296
1297         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1298         if (err)
1299                 goto out;
1300
1301         /* Find the mm_struct */
1302         rcu_read_lock();
1303         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1304         if (!task) {
1305                 rcu_read_unlock();
1306                 err = -ESRCH;
1307                 goto out;
1308         }
1309         mm = get_task_mm(task);
1310         rcu_read_unlock();
1311
1312         err = -EINVAL;
1313         if (!mm)
1314                 goto out;
1315
1316         /*
1317          * Check if this process has the right to modify the specified
1318          * process. The right exists if the process has administrative
1319          * capabilities, superuser privileges or the same
1320          * userid as the target process.
1321          */
1322         rcu_read_lock();
1323         tcred = __task_cred(task);
1324         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1325             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1326             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1327                 rcu_read_unlock();
1328                 err = -EPERM;
1329                 goto out;
1330         }
1331         rcu_read_unlock();
1332
1333         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1334         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1335         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1336                 err = -EPERM;
1337                 goto out;
1338         }
1339
1340         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1341                 err = -EINVAL;
1342                 goto out;
1343         }
1344
1345         err = security_task_movememory(task);
1346         if (err)
1347                 goto out;
1348
1349         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1350                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1351 out:
1352         if (mm)
1353                 mmput(mm);
1354         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1355
1356         return err;
1357 }
1358
1359
1360 /* Retrieve NUMA policy */
1361 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1362                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1363                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1364 {
1365         int err;
1366         int uninitialized_var(pval);
1367         nodemask_t nodes;
1368
1369         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1370                 return -EINVAL;
1371
1372         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1373
1374         if (err)
1375                 return err;
1376
1377         if (policy && put_user(pval, policy))
1378                 return -EFAULT;
1379
1380         if (nmask)
1381                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1382
1383         return err;
1384 }
1385
1386 #ifdef CONFIG_COMPAT
1387
1388 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1389                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1390                                      compat_ulong_t maxnode,
1391                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1392 {
1393         long err;
1394         unsigned long __user *nm = NULL;
1395         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1396         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1397
1398         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1399         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1400
1401         if (nmask)
1402                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1403
1404         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1405
1406         if (!err && nmask) {
1407                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1408                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1409                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1410                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1411         }
1412
1413         return err;
1414 }
1415
1416 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1417                                      compat_ulong_t maxnode)
1418 {
1419         long err = 0;
1420         unsigned long __user *nm = NULL;
1421         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1422         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1423
1424         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1425         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1426
1427         if (nmask) {
1428                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1429                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1430                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1431         }
1432
1433         if (err)
1434                 return -EFAULT;
1435
1436         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1437 }
1438
1439 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1440                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1441                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1442 {
1443         long err = 0;
1444         unsigned long __user *nm = NULL;
1445         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1446         nodemask_t bm;
1447
1448         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1449         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1450
1451         if (nmask) {
1452                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1453                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1454                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1455         }
1456
1457         if (err)
1458                 return -EFAULT;
1459
1460         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1461 }
1462
1463 #endif
1464
1465 /*
1466  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1467  * @task - task for fallback if vma policy == default
1468  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1469  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1470  *
1471  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1472  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1473  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1474  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1475  * the caller.
1476  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1477  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1478  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1479  * extra reference for shared policies.
1480  */
1481 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1482                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1483 {
1484         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1485
1486         if (vma) {
1487                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1488                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1489                                                                         addr);
1490                         if (vpol)
1491                                 pol = vpol;
1492                 } else if (vma->vm_policy)
1493                         pol = vma->vm_policy;
1494         }
1495         if (!pol)
1496                 pol = &default_policy;
1497         return pol;
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1502  * page allocation
1503  */
1504 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1505 {
1506         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1507         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1508                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1509                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1510                 return &policy->v.nodes;
1511
1512         return NULL;
1513 }
1514
1515 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1516 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1517         int nd)
1518 {
1519         switch (policy->mode) {
1520         case MPOL_PREFERRED:
1521                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1522                         nd = policy->v.preferred_node;
1523                 break;
1524         case MPOL_BIND:
1525                 /*
1526                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1527                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1528                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1529                  * the first node in the mask instead.
1530                  */
1531                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1532                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1533                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1534                 break;
1535         default:
1536                 BUG();
1537         }
1538         return node_zonelist(nd, gfp);
1539 }
1540
1541 /* Do dynamic interleaving for a process */
1542 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1543 {
1544         unsigned nid, next;
1545         struct task_struct *me = current;
1546
1547         nid = me->il_next;
1548         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1549         if (next >= MAX_NUMNODES)
1550                 next = first_node(policy->v.nodes);
1551         if (next < MAX_NUMNODES)
1552                 me->il_next = next;
1553         return nid;
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1558  * next slab entry.
1559  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1560  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1561  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1562  * such protection.
1563  */
1564 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1565 {
1566         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1567                 return numa_node_id();
1568
1569         switch (policy->mode) {
1570         case MPOL_PREFERRED:
1571                 /*
1572                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1573                  */
1574                 return policy->v.preferred_node;
1575
1576         case MPOL_INTERLEAVE:
1577                 return interleave_nodes(policy);
1578
1579         case MPOL_BIND: {
1580                 /*
1581                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1582                  * first node.
1583                  */
1584                 struct zonelist *zonelist;
1585                 struct zone *zone;
1586                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1587                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1588                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1589                                                         &policy->v.nodes,
1590                                                         &zone);
1591                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1592         }
1593
1594         default:
1595                 BUG();
1596         }
1597 }
1598
1599 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1600 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1601                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1602 {
1603         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1604         unsigned target;
1605         int c;
1606         int nid = -1;
1607
1608         if (!nnodes)
1609                 return numa_node_id();
1610         target = (unsigned int)off % nnodes;
1611         c = 0;
1612         do {
1613                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1614                 c++;
1615         } while (c <= target);
1616         return nid;
1617 }
1618
1619 /* Determine a node number for interleave */
1620 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1621                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1622 {
1623         if (vma) {
1624                 unsigned long off;
1625
1626                 /*
1627                  * for small pages, there is no difference between
1628                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1629                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1630                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1631                  * a useful offset.
1632                  */
1633                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1634                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1635                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1636                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1637         } else
1638                 return interleave_nodes(pol);
1639 }
1640
1641 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1642 /*
1643  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1644  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1645  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1646  * @gfp_flags = for requested zone
1647  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1648  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1649  *
1650  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1651  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1652  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1653  * @nodemask for filtering the zonelist.
1654  *
1655  * Must be protected by get_mems_allowed()
1656  */
1657 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1658                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1659                                 nodemask_t **nodemask)
1660 {
1661         struct zonelist *zl;
1662
1663         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1664         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1665
1666         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1667                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1668                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1669         } else {
1670                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1671                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1672                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1673         }
1674         return zl;
1675 }
1676
1677 /*
1678  * init_nodemask_of_mempolicy
1679  *
1680  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1681  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1682  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1683  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1684  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1685  * of non-default mempolicy.
1686  *
1687  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1688  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1689  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1690  *
1691  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1692  */
1693 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1694 {
1695         struct mempolicy *mempolicy;
1696         int nid;
1697
1698         if (!(mask && current->mempolicy))
1699                 return false;
1700
1701         task_lock(current);
1702         mempolicy = current->mempolicy;
1703         switch (mempolicy->mode) {
1704         case MPOL_PREFERRED:
1705                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1706                         nid = numa_node_id();
1707                 else
1708                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1709                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1710                 break;
1711
1712         case MPOL_BIND:
1713                 /* Fall through */
1714         case MPOL_INTERLEAVE:
1715                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1716                 break;
1717
1718         default:
1719                 BUG();
1720         }
1721         task_unlock(current);
1722
1723         return true;
1724 }
1725 #endif
1726
1727 /*
1728  * mempolicy_nodemask_intersects
1729  *
1730  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1731  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1732  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1733  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1734  *
1735  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1736  */
1737 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1738                                         const nodemask_t *mask)
1739 {
1740         struct mempolicy *mempolicy;
1741         bool ret = true;
1742
1743         if (!mask)
1744                 return ret;
1745         task_lock(tsk);
1746         mempolicy = tsk->mempolicy;
1747         if (!mempolicy)
1748                 goto out;
1749
1750         switch (mempolicy->mode) {
1751         case MPOL_PREFERRED:
1752                 /*
1753                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1754                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1755                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1756                  * nodes in mask.
1757                  */
1758                 break;
1759         case MPOL_BIND:
1760         case MPOL_INTERLEAVE:
1761                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1762                 break;
1763         default:
1764                 BUG();
1765         }
1766 out:
1767         task_unlock(tsk);
1768         return ret;
1769 }
1770
1771 /* Allocate a page in interleaved policy.
1772    Own path because it needs to do special accounting. */
1773 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1774                                         unsigned nid)
1775 {
1776         struct zonelist *zl;
1777         struct page *page;
1778
1779         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1780         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1781         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1782                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1783         return page;
1784 }
1785
1786 /**
1787  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1788  *
1789  *      @gfp:
1790  *      %GFP_USER    user allocation.
1791  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1792  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1793  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1794  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1795  *
1796  *      @order:Order of the GFP allocation.
1797  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1798  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1799  *
1800  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1801  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1802  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1803  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1804  *      all allocations for pages that will be mapped into
1805  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1806  *
1807  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1808  */
1809 struct page *
1810 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1811                 unsigned long addr, int node)
1812 {
1813         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1814         struct zonelist *zl;
1815         struct page *page;
1816
1817         get_mems_allowed();
1818         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1819                 unsigned nid;
1820
1821                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1822                 mpol_cond_put(pol);
1823                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1824                 put_mems_allowed();
1825                 return page;
1826         }
1827         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1828         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1829                 /*
1830                  * slow path: ref counted shared policy
1831                  */
1832                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1833                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1834                 __mpol_put(pol);
1835                 put_mems_allowed();
1836                 return page;
1837         }
1838         /*
1839          * fast path:  default or task policy
1840          */
1841         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1842                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1843         put_mems_allowed();
1844         return page;
1845 }
1846
1847 /**
1848  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1849  *
1850  *      @gfp:
1851  *              %GFP_USER   user allocation,
1852  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1853  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1854  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1855  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1856  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1857  *
1858  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1859  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1860  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1861  *
1862  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1863  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1864  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1865  */
1866 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1867 {
1868         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1869         struct page *page;
1870
1871         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1872                 pol = &default_policy;
1873
1874         get_mems_allowed();
1875         /*
1876          * No reference counting needed for current->mempolicy
1877          * nor system default_policy
1878          */
1879         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1880                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1881         else
1882                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1883                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1884                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1885         put_mems_allowed();
1886         return page;
1887 }
1888 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1889
1890 /*
1891  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1892  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1893  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1894  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1895  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1896  *
1897  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1898  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1899  */
1900
1901 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1902 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1903 {
1904         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1905
1906         if (!new)
1907                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1908
1909         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1910         if (old == current->mempolicy) {
1911                 task_lock(current);
1912                 *new = *old;
1913                 task_unlock(current);
1914         } else
1915                 *new = *old;
1916
1917         rcu_read_lock();
1918         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1919                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1920                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1921                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1922                 else
1923                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1924         }
1925         rcu_read_unlock();
1926         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1927         return new;
1928 }
1929
1930 /*
1931  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1932  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1933  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1934  * after return.  Use the returned value.
1935  *
1936  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1937  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1938  * shmem_readahead needs this.
1939  */
1940 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1941                                                 struct mempolicy *frompol)
1942 {
1943         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1944                 return frompol;
1945
1946         *tompol = *frompol;
1947         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1948         __mpol_put(frompol);
1949         return tompol;
1950 }
1951
1952 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1953 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1954 {
1955         if (!a || !b)
1956                 return 0;
1957         if (a->mode != b->mode)
1958                 return 0;
1959         if (a->flags != b->flags)
1960                 return 0;
1961         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1962                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1963                         return 0;
1964
1965         switch (a->mode) {
1966         case MPOL_BIND:
1967                 /* Fall through */
1968         case MPOL_INTERLEAVE:
1969                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1970         case MPOL_PREFERRED:
1971                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
1972         default:
1973                 BUG();
1974                 return 0;
1975         }
1976 }
1977
1978 /*
1979  * Shared memory backing store policy support.
1980  *
1981  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1982  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1983  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1984  * for any accesses to the tree.
1985  */
1986
1987 /* lookup first element intersecting start-end */
1988 /* Caller holds sp->lock */
1989 static struct sp_node *
1990 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1991 {
1992         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
1993
1994         while (n) {
1995                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1996
1997                 if (start >= p->end)
1998                         n = n->rb_right;
1999                 else if (end <= p->start)
2000                         n = n->rb_left;
2001                 else
2002                         break;
2003         }
2004         if (!n)
2005                 return NULL;
2006         for (;;) {
2007                 struct sp_node *w = NULL;
2008                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2009                 if (!prev)
2010                         break;
2011                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2012                 if (w->end <= start)
2013                         break;
2014                 n = prev;
2015         }
2016         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2017 }
2018
2019 /* Insert a new shared policy into the list. */
2020 /* Caller holds sp->lock */
2021 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2022 {
2023         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2024         struct rb_node *parent = NULL;
2025         struct sp_node *nd;
2026
2027         while (*p) {
2028                 parent = *p;
2029                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2030                 if (new->start < nd->start)
2031                         p = &(*p)->rb_left;
2032                 else if (new->end > nd->end)
2033                         p = &(*p)->rb_right;
2034                 else
2035                         BUG();
2036         }
2037         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2038         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2039         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2040                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2041 }
2042
2043 /* Find shared policy intersecting idx */
2044 struct mempolicy *
2045 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2046 {
2047         struct mempolicy *pol = NULL;
2048         struct sp_node *sn;
2049
2050         if (!sp->root.rb_node)
2051                 return NULL;
2052         spin_lock(&sp->lock);
2053         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2054         if (sn) {
2055                 mpol_get(sn->policy);
2056                 pol = sn->policy;
2057         }
2058         spin_unlock(&sp->lock);
2059         return pol;
2060 }
2061
2062 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2063 {
2064         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2065         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2066         mpol_put(n->policy);
2067         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2068 }
2069
2070 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2071                                 struct mempolicy *pol)
2072 {
2073         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2074
2075         if (!n)
2076                 return NULL;
2077         n->start = start;
2078         n->end = end;
2079         mpol_get(pol);
2080         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2081         n->policy = pol;
2082         return n;
2083 }
2084
2085 /* Replace a policy range. */
2086 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2087                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2088 {
2089         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2090
2091 restart:
2092         spin_lock(&sp->lock);
2093         n = sp_lookup(sp, start, end);
2094         /* Take care of old policies in the same range. */
2095         while (n && n->start < end) {
2096                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2097                 if (n->start >= start) {
2098                         if (n->end <= end)
2099                                 sp_delete(sp, n);
2100                         else
2101                                 n->start = end;
2102                 } else {
2103                         /* Old policy spanning whole new range. */
2104                         if (n->end > end) {
2105                                 if (!new2) {
2106                                         spin_unlock(&sp->lock);
2107                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2108                                         if (!new2)
2109                                                 return -ENOMEM;
2110                                         goto restart;
2111                                 }
2112                                 n->end = start;
2113                                 sp_insert(sp, new2);
2114                                 new2 = NULL;
2115                                 break;
2116                         } else
2117                                 n->end = start;
2118                 }
2119                 if (!next)
2120                         break;
2121                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2122         }
2123         if (new)
2124                 sp_insert(sp, new);
2125         spin_unlock(&sp->lock);
2126         if (new2) {
2127                 mpol_put(new2->policy);
2128                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2129         }
2130         return 0;
2131 }
2132
2133 /**
2134  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2135  * @sp: pointer to inode shared policy
2136  * @mpol:  struct mempolicy to install
2137  *
2138  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2139  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2140  * This must be released on exit.
2141  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2142  */
2143 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2144 {
2145         int ret;
2146
2147         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2148         spin_lock_init(&sp->lock);
2149
2150         if (mpol) {
2151                 struct vm_area_struct pvma;
2152                 struct mempolicy *new;
2153                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2154
2155                 if (!scratch)
2156                         goto put_mpol;
2157                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2158                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2159                 if (IS_ERR(new))
2160                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2161
2162                 task_lock(current);
2163                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2164                 task_unlock(current);
2165                 if (ret)
2166                         goto put_new;
2167
2168                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2169                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2170                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2171                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2172
2173 put_new:
2174                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2175 free_scratch:
2176                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2177 put_mpol:
2178                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2179         }
2180 }
2181
2182 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2183                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2184 {
2185         int err;
2186         struct sp_node *new = NULL;
2187         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2188
2189         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2190                  vma->vm_pgoff,
2191                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2192                  npol ? npol->flags : -1,
2193                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2194
2195         if (npol) {
2196                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2197                 if (!new)
2198                         return -ENOMEM;
2199         }
2200         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2201         if (err && new)
2202                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2203         return err;
2204 }
2205
2206 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2207 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2208 {
2209         struct sp_node *n;
2210         struct rb_node *next;
2211
2212         if (!p->root.rb_node)
2213                 return;
2214         spin_lock(&p->lock);
2215         next = rb_first(&p->root);
2216         while (next) {
2217                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2218                 next = rb_next(&n->nd);
2219                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2220                 mpol_put(n->policy);
2221                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2222         }
2223         spin_unlock(&p->lock);
2224 }
2225
2226 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2227 void __init numa_policy_init(void)
2228 {
2229         nodemask_t interleave_nodes;
2230         unsigned long largest = 0;
2231         int nid, prefer = 0;
2232
2233         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2234                                          sizeof(struct mempolicy),
2235                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2236
2237         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2238                                      sizeof(struct sp_node),
2239                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2240
2241         /*
2242          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2243          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2244          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2245          */
2246         nodes_clear(interleave_nodes);
2247         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2248                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2249
2250                 /* Preserve the largest node */
2251                 if (largest < total_pages) {
2252                         largest = total_pages;
2253                         prefer = nid;
2254                 }
2255
2256                 /* Interleave this node? */
2257                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2258                         node_set(nid, interleave_nodes);
2259         }
2260
2261         /* All too small, use the largest */
2262         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2263                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2264
2265         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2266                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2267 }
2268
2269 /* Reset policy of current process to default */
2270 void numa_default_policy(void)
2271 {
2272         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Parse and format mempolicy from/to strings
2277  */
2278
2279 /*
2280  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2281  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2282  */
2283 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2284 static const char * const policy_modes[] =
2285 {
2286         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2287         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2288         [MPOL_BIND]       = "bind",
2289         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2290         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2291 };
2292
2293
2294 #ifdef CONFIG_TMPFS
2295 /**
2296  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2297  * @str:  string containing mempolicy to parse
2298  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2299  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2300  *
2301  * Format of input:
2302  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2303  *
2304  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2305  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2306  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2307  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2308  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2309  * it again is redundant, but safe.
2310  *
2311  * On success, returns 0, else 1
2312  */
2313 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2314 {
2315         struct mempolicy *new = NULL;
2316         unsigned short mode;
2317         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2318         nodemask_t nodes;
2319         char *nodelist = strchr(str, ':');
2320         char *flags = strchr(str, '=');
2321         int err = 1;
2322
2323         if (nodelist) {
2324                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2325                 *nodelist++ = '\0';
2326                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2327                         goto out;
2328                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2329                         goto out;
2330         } else
2331                 nodes_clear(nodes);
2332
2333         if (flags)
2334                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2335
2336         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2337                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2338                         break;
2339                 }
2340         }
2341         if (mode > MPOL_LOCAL)
2342                 goto out;
2343
2344         switch (mode) {
2345         case MPOL_PREFERRED:
2346                 /*
2347                  * Insist on a nodelist of one node only
2348                  */
2349                 if (nodelist) {
2350                         char *rest = nodelist;
2351                         while (isdigit(*rest))
2352                                 rest++;
2353                         if (*rest)
2354                                 goto out;
2355                 }
2356                 break;
2357         case MPOL_INTERLEAVE:
2358                 /*
2359                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2360                  */
2361                 if (!nodelist)
2362                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2363                 break;
2364         case MPOL_LOCAL:
2365                 /*
2366                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2367                  */
2368                 if (nodelist)
2369                         goto out;
2370                 mode = MPOL_PREFERRED;
2371                 break;
2372         case MPOL_DEFAULT:
2373                 /*
2374                  * Insist on a empty nodelist
2375                  */
2376                 if (!nodelist)
2377                         err = 0;
2378                 goto out;
2379         case MPOL_BIND:
2380                 /*
2381                  * Insist on a nodelist
2382                  */
2383                 if (!nodelist)
2384                         goto out;
2385         }
2386
2387         mode_flags = 0;
2388         if (flags) {
2389                 /*
2390                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2391                  * mode flags.
2392                  */
2393                 if (!strcmp(flags, "static"))
2394                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2395                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2396                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2397                 else
2398                         goto out;
2399         }
2400
2401         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2402         if (IS_ERR(new))
2403                 goto out;
2404
2405         if (no_context) {
2406                 /* save for contextualization */
2407                 new->w.user_nodemask = nodes;
2408         } else {
2409                 int ret;
2410                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2411                 if (scratch) {
2412                         task_lock(current);
2413                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2414                         task_unlock(current);
2415                 } else
2416                         ret = -ENOMEM;
2417                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2418                 if (ret) {
2419                         mpol_put(new);
2420                         goto out;
2421                 }
2422         }
2423         err = 0;
2424
2425 out:
2426         /* Restore string for error message */
2427         if (nodelist)
2428                 *--nodelist = ':';
2429         if (flags)
2430                 *--flags = '=';
2431         if (!err)
2432                 *mpol = new;
2433         return err;
2434 }
2435 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2436
2437 /**
2438  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2439  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2440  * @maxlen:  length of @buffer
2441  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2442  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2443  *
2444  * Convert a mempolicy into a string.
2445  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2446  * or an error (negative)
2447  */
2448 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2449 {
2450         char *p = buffer;
2451         int l;
2452         nodemask_t nodes;
2453         unsigned short mode;
2454         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2455
2456         /*
2457          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2458          */
2459         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2460
2461         if (!pol || pol == &default_policy)
2462                 mode = MPOL_DEFAULT;
2463         else
2464                 mode = pol->mode;
2465
2466         switch (mode) {
2467         case MPOL_DEFAULT:
2468                 nodes_clear(nodes);
2469                 break;
2470
2471         case MPOL_PREFERRED:
2472                 nodes_clear(nodes);
2473                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2474                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2475                 else
2476                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2477                 break;
2478
2479         case MPOL_BIND:
2480                 /* Fall through */
2481         case MPOL_INTERLEAVE:
2482                 if (no_context)
2483                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2484                 else
2485                         nodes = pol->v.nodes;
2486                 break;
2487
2488         default:
2489                 BUG();
2490         }
2491
2492         l = strlen(policy_modes[mode]);
2493         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2494                 return -ENOSPC;
2495
2496         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2497         p += l;
2498
2499         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2500                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2501                         return -ENOSPC;
2502                 *p++ = '=';
2503
2504                 /*
2505                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2506                  */
2507                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2508                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2509                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2510                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2511         }
2512
2513         if (!nodes_empty(nodes)) {
2514                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2515                         return -ENOSPC;
2516                 *p++ = ':';
2517                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2518         }
2519         return p - buffer;
2520 }