config: tegra3: enable /dev mount with ACL
[linux-2.6.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 #include <linux/random.h>
97
98 #include "internal.h"
99
100 /* Internal flags */
101 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
102 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
461                                 unsigned long flags);
462
463 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
464 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
465                 unsigned long addr, unsigned long end,
466                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
467                 void *private)
468 {
469         pte_t *orig_pte;
470         pte_t *pte;
471         spinlock_t *ptl;
472
473         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
474         do {
475                 struct page *page;
476                 int nid;
477
478                 if (!pte_present(*pte))
479                         continue;
480                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
481                 if (!page)
482                         continue;
483                 /*
484                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
485                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
486                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
487                  */
488                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
489                         continue;
490                 nid = page_to_nid(page);
491                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
492                         continue;
493
494                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
495                         migrate_page_add(page, private, flags);
496                 else
497                         break;
498         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
499         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
500         return addr != end;
501 }
502
503 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
504                 unsigned long addr, unsigned long end,
505                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
506                 void *private)
507 {
508         pmd_t *pmd;
509         unsigned long next;
510
511         pmd = pmd_offset(pud, addr);
512         do {
513                 next = pmd_addr_end(addr, end);
514                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
515                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
516                         continue;
517                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
518                                     flags, private))
519                         return -EIO;
520         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
521         return 0;
522 }
523
524 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
525                 unsigned long addr, unsigned long end,
526                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
527                 void *private)
528 {
529         pud_t *pud;
530         unsigned long next;
531
532         pud = pud_offset(pgd, addr);
533         do {
534                 next = pud_addr_end(addr, end);
535                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
536                         continue;
537                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
538                                     flags, private))
539                         return -EIO;
540         } while (pud++, addr = next, addr != end);
541         return 0;
542 }
543
544 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
545                 unsigned long addr, unsigned long end,
546                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
547                 void *private)
548 {
549         pgd_t *pgd;
550         unsigned long next;
551
552         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
553         do {
554                 next = pgd_addr_end(addr, end);
555                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
556                         continue;
557                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
558                                     flags, private))
559                         return -EIO;
560         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
566  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
567  * put them on the pagelist.
568  */
569 static struct vm_area_struct *
570 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
571                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
572 {
573         int err;
574         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
575
576
577         first = find_vma(mm, start);
578         if (!first)
579                 return ERR_PTR(-EFAULT);
580         prev = NULL;
581         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
582                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
583                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
584                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
585                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                 }
588                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
589                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
590                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
591                                 vma_migratable(vma)))) {
592                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
593
594                         if (endvma > end)
595                                 endvma = end;
596                         if (vma->vm_start > start)
597                                 start = vma->vm_start;
598                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
599                                                 flags, private);
600                         if (err) {
601                                 first = ERR_PTR(err);
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 prev = vma;
606         }
607         return first;
608 }
609
610 /* Apply policy to a single VMA */
611 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
612 {
613         int err = 0;
614         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
615
616         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
617                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
618                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
619                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
620
621         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
622                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
623         if (!err) {
624                 mpol_get(new);
625                 vma->vm_policy = new;
626                 mpol_put(old);
627         }
628         return err;
629 }
630
631 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
632 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
633                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
634 {
635         struct vm_area_struct *next;
636         struct vm_area_struct *prev;
637         struct vm_area_struct *vma;
638         int err = 0;
639         pgoff_t pgoff;
640         unsigned long vmstart;
641         unsigned long vmend;
642
643         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
644         if (!vma || vma->vm_start > start)
645                 return -EFAULT;
646
647         if (start > vma->vm_start)
648                 prev = vma;
649
650         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
651                 next = vma->vm_next;
652                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
653                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
654
655                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
656                         continue;
657
658                 pgoff = vma->vm_pgoff +
659                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
660                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
661                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
662                                   new_pol);
663                 if (prev) {
664                         vma = prev;
665                         next = vma->vm_next;
666                         continue;
667                 }
668                 if (vma->vm_start != vmstart) {
669                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
670                         if (err)
671                                 goto out;
672                 }
673                 if (vma->vm_end != vmend) {
674                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
675                         if (err)
676                                 goto out;
677                 }
678                 err = policy_vma(vma, new_pol);
679                 if (err)
680                         goto out;
681         }
682
683  out:
684         return err;
685 }
686
687 /*
688  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
689  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
690  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
691  *
692  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
693  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
694  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
695  *
696  * The above limitation is why this routine has the funny name
697  * mpol_fix_fork_child_flag().
698  *
699  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
700  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
701  * for use within this file.
702  */
703
704 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
705 {
706         if (p->mempolicy)
707                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
708         else
709                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
710 }
711
712 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
713 {
714         mpol_fix_fork_child_flag(current);
715 }
716
717 /* Set the process memory policy */
718 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
719                              nodemask_t *nodes)
720 {
721         struct mempolicy *new, *old;
722         struct mm_struct *mm = current->mm;
723         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
724         int ret;
725
726         if (!scratch)
727                 return -ENOMEM;
728
729         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
730         if (IS_ERR(new)) {
731                 ret = PTR_ERR(new);
732                 goto out;
733         }
734         /*
735          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
736          * is using it.
737          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
738          * with no 'mm'.
739          */
740         if (mm)
741                 down_write(&mm->mmap_sem);
742         task_lock(current);
743         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
744         if (ret) {
745                 task_unlock(current);
746                 if (mm)
747                         up_write(&mm->mmap_sem);
748                 mpol_put(new);
749                 goto out;
750         }
751         old = current->mempolicy;
752         current->mempolicy = new;
753         mpol_set_task_struct_flag();
754         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
755             nodes_weight(new->v.nodes))
756                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
757         task_unlock(current);
758         if (mm)
759                 up_write(&mm->mmap_sem);
760
761         mpol_put(old);
762         ret = 0;
763 out:
764         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
765         return ret;
766 }
767
768 /*
769  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
770  *
771  * Called with task's alloc_lock held
772  */
773 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
774 {
775         nodes_clear(*nodes);
776         if (p == &default_policy)
777                 return;
778
779         switch (p->mode) {
780         case MPOL_BIND:
781                 /* Fall through */
782         case MPOL_INTERLEAVE:
783                 *nodes = p->v.nodes;
784                 break;
785         case MPOL_PREFERRED:
786                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
787                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
788                 /* else return empty node mask for local allocation */
789                 break;
790         default:
791                 BUG();
792         }
793 }
794
795 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
796 {
797         struct page *p;
798         int err;
799
800         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
801         if (err >= 0) {
802                 err = page_to_nid(p);
803                 put_page(p);
804         }
805         return err;
806 }
807
808 /* Retrieve NUMA policy */
809 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
810                              unsigned long addr, unsigned long flags)
811 {
812         int err;
813         struct mm_struct *mm = current->mm;
814         struct vm_area_struct *vma = NULL;
815         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
816
817         if (flags &
818                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
819                 return -EINVAL;
820
821         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
822                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
823                         return -EINVAL;
824                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
825                 task_lock(current);
826                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
827                 task_unlock(current);
828                 return 0;
829         }
830
831         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
832                 /*
833                  * Do NOT fall back to task policy if the
834                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
835                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
836                  */
837                 down_read(&mm->mmap_sem);
838                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
839                 if (!vma) {
840                         up_read(&mm->mmap_sem);
841                         return -EFAULT;
842                 }
843                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
844                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
845                 else
846                         pol = vma->vm_policy;
847         } else if (addr)
848                 return -EINVAL;
849
850         if (!pol)
851                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
852
853         if (flags & MPOL_F_NODE) {
854                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
855                         err = lookup_node(mm, addr);
856                         if (err < 0)
857                                 goto out;
858                         *policy = err;
859                 } else if (pol == current->mempolicy &&
860                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
861                         *policy = current->il_next;
862                 } else {
863                         err = -EINVAL;
864                         goto out;
865                 }
866         } else {
867                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
868                                                 pol->mode;
869                 /*
870                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
871                  * the policy to userspace.
872                  */
873                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
874         }
875
876         if (vma) {
877                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
878                 vma = NULL;
879         }
880
881         err = 0;
882         if (nmask) {
883                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
884                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
885                 } else {
886                         task_lock(current);
887                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
888                         task_unlock(current);
889                 }
890         }
891
892  out:
893         mpol_cond_put(pol);
894         if (vma)
895                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
896         return err;
897 }
898
899 #ifdef CONFIG_MIGRATION
900 /*
901  * page migration
902  */
903 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
904                                 unsigned long flags)
905 {
906         /*
907          * Avoid migrating a page that is shared with others.
908          */
909         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
910                 if (!isolate_lru_page(page)) {
911                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
912                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
913                                             page_is_file_cache(page));
914                 }
915         }
916 }
917
918 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
919 {
920         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
921 }
922
923 /*
924  * Migrate pages from one node to a target node.
925  * Returns error or the number of pages not migrated.
926  */
927 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
928                            int flags)
929 {
930         nodemask_t nmask;
931         LIST_HEAD(pagelist);
932         int err = 0;
933         struct vm_area_struct *vma;
934
935         nodes_clear(nmask);
936         node_set(source, nmask);
937
938         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
939                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
940         if (IS_ERR(vma))
941                 return PTR_ERR(vma);
942
943         if (!list_empty(&pagelist)) {
944                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
945                                                                 false, true);
946                 if (err)
947                         putback_lru_pages(&pagelist);
948         }
949
950         return err;
951 }
952
953 /*
954  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
955  * layout as much as possible.
956  *
957  * Returns the number of page that could not be moved.
958  */
959 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
960         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
961 {
962         int busy = 0;
963         int err;
964         nodemask_t tmp;
965
966         err = migrate_prep();
967         if (err)
968                 return err;
969
970         down_read(&mm->mmap_sem);
971
972         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
973         if (err)
974                 goto out;
975
976         /*
977          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
978          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
979          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
980          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
981          *
982          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
983          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
984          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
985          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
986          *
987          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
988          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
989          * (nothing left to migrate).
990          *
991          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
992          * if possible the dest node is not already occupied by some other
993          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
994          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
995          * before migrating outgoing memory source that same node.
996          *
997          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
998          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
999          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1000          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1001          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1002          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1003          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1004          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1005          */
1006
1007         tmp = *from_nodes;
1008         while (!nodes_empty(tmp)) {
1009                 int s,d;
1010                 int source = -1;
1011                 int dest = 0;
1012
1013                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1014                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1015                         if (s == d)
1016                                 continue;
1017
1018                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1019                         dest = d;
1020
1021                         /* dest not in remaining from nodes? */
1022                         if (!node_isset(dest, tmp))
1023                                 break;
1024                 }
1025                 if (source == -1)
1026                         break;
1027
1028                 node_clear(source, tmp);
1029                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1030                 if (err > 0)
1031                         busy += err;
1032                 if (err < 0)
1033                         break;
1034         }
1035 out:
1036         up_read(&mm->mmap_sem);
1037         if (err < 0)
1038                 return err;
1039         return busy;
1040
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1045  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1046  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1047  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1048  * is in virtual address order.
1049  */
1050 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1051 {
1052         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1053         unsigned long uninitialized_var(address);
1054
1055         while (vma) {
1056                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1057                 if (address != -EFAULT)
1058                         break;
1059                 vma = vma->vm_next;
1060         }
1061
1062         /*
1063          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1064          */
1065         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1066 }
1067 #else
1068
1069 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1070                                 unsigned long flags)
1071 {
1072 }
1073
1074 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1075         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1076 {
1077         return -ENOSYS;
1078 }
1079
1080 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1081 {
1082         return NULL;
1083 }
1084 #endif
1085
1086 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1087                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1088                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1089 {
1090         struct vm_area_struct *vma;
1091         struct mm_struct *mm = current->mm;
1092         struct mempolicy *new;
1093         unsigned long end;
1094         int err;
1095         LIST_HEAD(pagelist);
1096
1097         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1098                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1099                 return -EINVAL;
1100         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1101                 return -EPERM;
1102
1103         if (start & ~PAGE_MASK)
1104                 return -EINVAL;
1105
1106         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1107                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1108
1109         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1110         end = start + len;
1111
1112         if (end < start)
1113                 return -EINVAL;
1114         if (end == start)
1115                 return 0;
1116
1117         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1118         if (IS_ERR(new))
1119                 return PTR_ERR(new);
1120
1121         /*
1122          * If we are using the default policy then operation
1123          * on discontinuous address spaces is okay after all
1124          */
1125         if (!new)
1126                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1127
1128         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1129                  start, start + len, mode, mode_flags,
1130                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1131
1132         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1133
1134                 err = migrate_prep();
1135                 if (err)
1136                         goto mpol_out;
1137         }
1138         {
1139                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1140                 if (scratch) {
1141                         down_write(&mm->mmap_sem);
1142                         task_lock(current);
1143                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1144                         task_unlock(current);
1145                         if (err)
1146                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1147                 } else
1148                         err = -ENOMEM;
1149                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1150         }
1151         if (err)
1152                 goto mpol_out;
1153
1154         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1155                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1156
1157         err = PTR_ERR(vma);
1158         if (!IS_ERR(vma)) {
1159                 int nr_failed = 0;
1160
1161                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1162
1163                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1164                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1165                                                 (unsigned long)vma,
1166                                                 false, true);
1167                         if (nr_failed)
1168                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1169                 }
1170
1171                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1172                         err = -EIO;
1173         } else
1174                 putback_lru_pages(&pagelist);
1175
1176         up_write(&mm->mmap_sem);
1177  mpol_out:
1178         mpol_put(new);
1179         return err;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1184  */
1185
1186 /* Copy a node mask from user space. */
1187 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1188                      unsigned long maxnode)
1189 {
1190         unsigned long k;
1191         unsigned long nlongs;
1192         unsigned long endmask;
1193
1194         --maxnode;
1195         nodes_clear(*nodes);
1196         if (maxnode == 0 || !nmask)
1197                 return 0;
1198         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1199                 return -EINVAL;
1200
1201         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1202         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1203                 endmask = ~0UL;
1204         else
1205                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1206
1207         /* When the user specified more nodes than supported just check
1208            if the non supported part is all zero. */
1209         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1210                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1211                         return -EINVAL;
1212                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1213                         unsigned long t;
1214                         if (get_user(t, nmask + k))
1215                                 return -EFAULT;
1216                         if (k == nlongs - 1) {
1217                                 if (t & endmask)
1218                                         return -EINVAL;
1219                         } else if (t)
1220                                 return -EINVAL;
1221                 }
1222                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1223                 endmask = ~0UL;
1224         }
1225
1226         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1227                 return -EFAULT;
1228         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1229         return 0;
1230 }
1231
1232 /* Copy a kernel node mask to user space */
1233 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1234                               nodemask_t *nodes)
1235 {
1236         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1237         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1238
1239         if (copy > nbytes) {
1240                 if (copy > PAGE_SIZE)
1241                         return -EINVAL;
1242                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1243                         return -EFAULT;
1244                 copy = nbytes;
1245         }
1246         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1247 }
1248
1249 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1250                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1251                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1252 {
1253         nodemask_t nodes;
1254         int err;
1255         unsigned short mode_flags;
1256
1257         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1258         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1259         if (mode >= MPOL_MAX)
1260                 return -EINVAL;
1261         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1262             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1263                 return -EINVAL;
1264         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1265         if (err)
1266                 return err;
1267         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1268 }
1269
1270 /* Set the process memory policy */
1271 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1272                 unsigned long, maxnode)
1273 {
1274         int err;
1275         nodemask_t nodes;
1276         unsigned short flags;
1277
1278         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1279         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1280         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1281                 return -EINVAL;
1282         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1283                 return -EINVAL;
1284         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1285         if (err)
1286                 return err;
1287         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1288 }
1289
1290 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1291                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1292                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1293 {
1294         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1295         struct mm_struct *mm = NULL;
1296         struct task_struct *task;
1297         nodemask_t task_nodes;
1298         int err;
1299         nodemask_t *old;
1300         nodemask_t *new;
1301         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1302
1303         if (!scratch)
1304                 return -ENOMEM;
1305
1306         old = &scratch->mask1;
1307         new = &scratch->mask2;
1308
1309         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1310         if (err)
1311                 goto out;
1312
1313         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1314         if (err)
1315                 goto out;
1316
1317         /* Find the mm_struct */
1318         rcu_read_lock();
1319         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1320         if (!task) {
1321                 rcu_read_unlock();
1322                 err = -ESRCH;
1323                 goto out;
1324         }
1325         mm = get_task_mm(task);
1326         rcu_read_unlock();
1327
1328         err = -EINVAL;
1329         if (!mm)
1330                 goto out;
1331
1332         /*
1333          * Check if this process has the right to modify the specified
1334          * process. The right exists if the process has administrative
1335          * capabilities, superuser privileges or the same
1336          * userid as the target process.
1337          */
1338         rcu_read_lock();
1339         tcred = __task_cred(task);
1340         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1341             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1342             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1343                 rcu_read_unlock();
1344                 err = -EPERM;
1345                 goto out;
1346         }
1347         rcu_read_unlock();
1348
1349         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1350         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1351         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1352                 err = -EPERM;
1353                 goto out;
1354         }
1355
1356         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1357                 err = -EINVAL;
1358                 goto out;
1359         }
1360
1361         err = security_task_movememory(task);
1362         if (err)
1363                 goto out;
1364
1365         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1366                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1367 out:
1368         if (mm)
1369                 mmput(mm);
1370         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1371
1372         return err;
1373 }
1374
1375
1376 /* Retrieve NUMA policy */
1377 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1378                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1379                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1380 {
1381         int err;
1382         int uninitialized_var(pval);
1383         nodemask_t nodes;
1384
1385         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1386                 return -EINVAL;
1387
1388         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1389
1390         if (err)
1391                 return err;
1392
1393         if (policy && put_user(pval, policy))
1394                 return -EFAULT;
1395
1396         if (nmask)
1397                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1398
1399         return err;
1400 }
1401
1402 #ifdef CONFIG_COMPAT
1403
1404 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1405                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1406                                      compat_ulong_t maxnode,
1407                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1408 {
1409         long err;
1410         unsigned long __user *nm = NULL;
1411         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1412         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1413
1414         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1415         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1416
1417         if (nmask)
1418                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1419
1420         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1421
1422         if (!err && nmask) {
1423                 unsigned long copy_size;
1424                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1425                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1426                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1427                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1428                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1429         }
1430
1431         return err;
1432 }
1433
1434 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1435                                      compat_ulong_t maxnode)
1436 {
1437         long err = 0;
1438         unsigned long __user *nm = NULL;
1439         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1440         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1441
1442         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1443         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1444
1445         if (nmask) {
1446                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1447                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1448                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1449         }
1450
1451         if (err)
1452                 return -EFAULT;
1453
1454         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1455 }
1456
1457 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1458                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1459                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1460 {
1461         long err = 0;
1462         unsigned long __user *nm = NULL;
1463         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1464         nodemask_t bm;
1465
1466         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1467         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1468
1469         if (nmask) {
1470                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1471                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1472                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1473         }
1474
1475         if (err)
1476                 return -EFAULT;
1477
1478         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1479 }
1480
1481 #endif
1482
1483 /*
1484  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1485  * @task - task for fallback if vma policy == default
1486  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1487  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1488  *
1489  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1490  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1491  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1492  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1493  * the caller.
1494  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1495  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1496  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1497  * extra reference for shared policies.
1498  */
1499 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1500                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1501 {
1502         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1503
1504         if (vma) {
1505                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1506                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1507                                                                         addr);
1508                         if (vpol)
1509                                 pol = vpol;
1510                 } else if (vma->vm_policy)
1511                         pol = vma->vm_policy;
1512         }
1513         if (!pol)
1514                 pol = &default_policy;
1515         return pol;
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1520  * page allocation
1521  */
1522 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1523 {
1524         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1525         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1526                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1527                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1528                 return &policy->v.nodes;
1529
1530         return NULL;
1531 }
1532
1533 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1534 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1535         int nd)
1536 {
1537         switch (policy->mode) {
1538         case MPOL_PREFERRED:
1539                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1540                         nd = policy->v.preferred_node;
1541                 break;
1542         case MPOL_BIND:
1543                 /*
1544                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1545                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1546                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1547                  * the first node in the mask instead.
1548                  */
1549                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1550                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1551                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1552                 break;
1553         default:
1554                 BUG();
1555         }
1556         return node_zonelist(nd, gfp);
1557 }
1558
1559 /* Do dynamic interleaving for a process */
1560 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1561 {
1562         unsigned nid, next;
1563         struct task_struct *me = current;
1564
1565         nid = me->il_next;
1566         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1567         if (next >= MAX_NUMNODES)
1568                 next = first_node(policy->v.nodes);
1569         if (next < MAX_NUMNODES)
1570                 me->il_next = next;
1571         return nid;
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1576  * next slab entry.
1577  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1578  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1579  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1580  * such protection.
1581  */
1582 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1583 {
1584         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1585                 return numa_node_id();
1586
1587         switch (policy->mode) {
1588         case MPOL_PREFERRED:
1589                 /*
1590                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1591                  */
1592                 return policy->v.preferred_node;
1593
1594         case MPOL_INTERLEAVE:
1595                 return interleave_nodes(policy);
1596
1597         case MPOL_BIND: {
1598                 /*
1599                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1600                  * first node.
1601                  */
1602                 struct zonelist *zonelist;
1603                 struct zone *zone;
1604                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1605                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1606                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1607                                                         &policy->v.nodes,
1608                                                         &zone);
1609                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1610         }
1611
1612         default:
1613                 BUG();
1614         }
1615 }
1616
1617 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1618 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1619                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1620 {
1621         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1622         unsigned target;
1623         int c;
1624         int nid = -1;
1625
1626         if (!nnodes)
1627                 return numa_node_id();
1628         target = (unsigned int)off % nnodes;
1629         c = 0;
1630         do {
1631                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1632                 c++;
1633         } while (c <= target);
1634         return nid;
1635 }
1636
1637 /* Determine a node number for interleave */
1638 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1639                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1640 {
1641         if (vma) {
1642                 unsigned long off;
1643
1644                 /*
1645                  * for small pages, there is no difference between
1646                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1647                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1648                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1649                  * a useful offset.
1650                  */
1651                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1652                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1653                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1654                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1655         } else
1656                 return interleave_nodes(pol);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1661  * (returns -1 if nodemask is empty)
1662  */
1663 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1664 {
1665         int w, bit = -1;
1666
1667         w = nodes_weight(*maskp);
1668         if (w)
1669                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1670                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1671         return bit;
1672 }
1673
1674 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1675 /*
1676  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1677  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1678  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1679  * @gfp_flags = for requested zone
1680  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1681  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1682  *
1683  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1684  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1685  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1686  * @nodemask for filtering the zonelist.
1687  *
1688  * Must be protected by get_mems_allowed()
1689  */
1690 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1691                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1692                                 nodemask_t **nodemask)
1693 {
1694         struct zonelist *zl;
1695
1696         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1697         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1698
1699         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1700                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1701                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1702         } else {
1703                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1704                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1705                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1706         }
1707         return zl;
1708 }
1709
1710 /*
1711  * init_nodemask_of_mempolicy
1712  *
1713  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1714  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1715  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1716  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1717  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1718  * of non-default mempolicy.
1719  *
1720  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1721  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1722  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1723  *
1724  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1725  */
1726 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1727 {
1728         struct mempolicy *mempolicy;
1729         int nid;
1730
1731         if (!(mask && current->mempolicy))
1732                 return false;
1733
1734         task_lock(current);
1735         mempolicy = current->mempolicy;
1736         switch (mempolicy->mode) {
1737         case MPOL_PREFERRED:
1738                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1739                         nid = numa_node_id();
1740                 else
1741                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1742                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1743                 break;
1744
1745         case MPOL_BIND:
1746                 /* Fall through */
1747         case MPOL_INTERLEAVE:
1748                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1749                 break;
1750
1751         default:
1752                 BUG();
1753         }
1754         task_unlock(current);
1755
1756         return true;
1757 }
1758 #endif
1759
1760 /*
1761  * mempolicy_nodemask_intersects
1762  *
1763  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1764  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1765  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1766  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1767  *
1768  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1769  */
1770 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1771                                         const nodemask_t *mask)
1772 {
1773         struct mempolicy *mempolicy;
1774         bool ret = true;
1775
1776         if (!mask)
1777                 return ret;
1778         task_lock(tsk);
1779         mempolicy = tsk->mempolicy;
1780         if (!mempolicy)
1781                 goto out;
1782
1783         switch (mempolicy->mode) {
1784         case MPOL_PREFERRED:
1785                 /*
1786                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1787                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1788                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1789                  * nodes in mask.
1790                  */
1791                 break;
1792         case MPOL_BIND:
1793         case MPOL_INTERLEAVE:
1794                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1795                 break;
1796         default:
1797                 BUG();
1798         }
1799 out:
1800         task_unlock(tsk);
1801         return ret;
1802 }
1803
1804 /* Allocate a page in interleaved policy.
1805    Own path because it needs to do special accounting. */
1806 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1807                                         unsigned nid)
1808 {
1809         struct zonelist *zl;
1810         struct page *page;
1811
1812         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1813         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1814         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1815                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1816         return page;
1817 }
1818
1819 /**
1820  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1821  *
1822  *      @gfp:
1823  *      %GFP_USER    user allocation.
1824  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1825  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1826  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1827  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1828  *
1829  *      @order:Order of the GFP allocation.
1830  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1831  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1832  *
1833  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1834  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1835  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1836  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1837  *      all allocations for pages that will be mapped into
1838  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1839  *
1840  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1841  */
1842 struct page *
1843 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1844                 unsigned long addr, int node)
1845 {
1846         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1847         struct zonelist *zl;
1848         struct page *page;
1849
1850         get_mems_allowed();
1851         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1852                 unsigned nid;
1853
1854                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1855                 mpol_cond_put(pol);
1856                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1857                 put_mems_allowed();
1858                 return page;
1859         }
1860         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1861         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1862                 /*
1863                  * slow path: ref counted shared policy
1864                  */
1865                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1866                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1867                 __mpol_put(pol);
1868                 put_mems_allowed();
1869                 return page;
1870         }
1871         /*
1872          * fast path:  default or task policy
1873          */
1874         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1875                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1876         put_mems_allowed();
1877         return page;
1878 }
1879
1880 /**
1881  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1882  *
1883  *      @gfp:
1884  *              %GFP_USER   user allocation,
1885  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1886  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1887  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1888  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1889  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1890  *
1891  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1892  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1893  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1894  *
1895  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1896  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1897  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1898  */
1899 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1900 {
1901         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1902         struct page *page;
1903
1904         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1905                 pol = &default_policy;
1906
1907         get_mems_allowed();
1908         /*
1909          * No reference counting needed for current->mempolicy
1910          * nor system default_policy
1911          */
1912         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1913                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1914         else
1915                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1916                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1917                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1918         put_mems_allowed();
1919         return page;
1920 }
1921 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1922
1923 /*
1924  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1925  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1926  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1927  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1928  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1929  *
1930  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1931  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1932  */
1933
1934 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1935 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1936 {
1937         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1938
1939         if (!new)
1940                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1941
1942         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1943         if (old == current->mempolicy) {
1944                 task_lock(current);
1945                 *new = *old;
1946                 task_unlock(current);
1947         } else
1948                 *new = *old;
1949
1950         rcu_read_lock();
1951         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1952                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1953                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1954                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1955                 else
1956                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1957         }
1958         rcu_read_unlock();
1959         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1960         return new;
1961 }
1962
1963 /*
1964  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1965  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1966  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1967  * after return.  Use the returned value.
1968  *
1969  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1970  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1971  * shmem_readahead needs this.
1972  */
1973 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1974                                                 struct mempolicy *frompol)
1975 {
1976         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1977                 return frompol;
1978
1979         *tompol = *frompol;
1980         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1981         __mpol_put(frompol);
1982         return tompol;
1983 }
1984
1985 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1986 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1987 {
1988         if (!a || !b)
1989                 return 0;
1990         if (a->mode != b->mode)
1991                 return 0;
1992         if (a->flags != b->flags)
1993                 return 0;
1994         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1995                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1996                         return 0;
1997
1998         switch (a->mode) {
1999         case MPOL_BIND:
2000                 /* Fall through */
2001         case MPOL_INTERLEAVE:
2002                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2003         case MPOL_PREFERRED:
2004                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2005         default:
2006                 BUG();
2007                 return 0;
2008         }
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Shared memory backing store policy support.
2013  *
2014  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2015  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2016  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2017  * for any accesses to the tree.
2018  */
2019
2020 /* lookup first element intersecting start-end */
2021 /* Caller holds sp->lock */
2022 static struct sp_node *
2023 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2024 {
2025         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2026
2027         while (n) {
2028                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2029
2030                 if (start >= p->end)
2031                         n = n->rb_right;
2032                 else if (end <= p->start)
2033                         n = n->rb_left;
2034                 else
2035                         break;
2036         }
2037         if (!n)
2038                 return NULL;
2039         for (;;) {
2040                 struct sp_node *w = NULL;
2041                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2042                 if (!prev)
2043                         break;
2044                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2045                 if (w->end <= start)
2046                         break;
2047                 n = prev;
2048         }
2049         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2050 }
2051
2052 /* Insert a new shared policy into the list. */
2053 /* Caller holds sp->lock */
2054 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2055 {
2056         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2057         struct rb_node *parent = NULL;
2058         struct sp_node *nd;
2059
2060         while (*p) {
2061                 parent = *p;
2062                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2063                 if (new->start < nd->start)
2064                         p = &(*p)->rb_left;
2065                 else if (new->end > nd->end)
2066                         p = &(*p)->rb_right;
2067                 else
2068                         BUG();
2069         }
2070         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2071         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2072         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2073                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2074 }
2075
2076 /* Find shared policy intersecting idx */
2077 struct mempolicy *
2078 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2079 {
2080         struct mempolicy *pol = NULL;
2081         struct sp_node *sn;
2082
2083         if (!sp->root.rb_node)
2084                 return NULL;
2085         spin_lock(&sp->lock);
2086         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2087         if (sn) {
2088                 mpol_get(sn->policy);
2089                 pol = sn->policy;
2090         }
2091         spin_unlock(&sp->lock);
2092         return pol;
2093 }
2094
2095 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2096 {
2097         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2098         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2099         mpol_put(n->policy);
2100         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2101 }
2102
2103 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2104                                 struct mempolicy *pol)
2105 {
2106         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2107
2108         if (!n)
2109                 return NULL;
2110         n->start = start;
2111         n->end = end;
2112         mpol_get(pol);
2113         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2114         n->policy = pol;
2115         return n;
2116 }
2117
2118 /* Replace a policy range. */
2119 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2120                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2121 {
2122         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2123
2124 restart:
2125         spin_lock(&sp->lock);
2126         n = sp_lookup(sp, start, end);
2127         /* Take care of old policies in the same range. */
2128         while (n && n->start < end) {
2129                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2130                 if (n->start >= start) {
2131                         if (n->end <= end)
2132                                 sp_delete(sp, n);
2133                         else
2134                                 n->start = end;
2135                 } else {
2136                         /* Old policy spanning whole new range. */
2137                         if (n->end > end) {
2138                                 if (!new2) {
2139                                         spin_unlock(&sp->lock);
2140                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2141                                         if (!new2)
2142                                                 return -ENOMEM;
2143                                         goto restart;
2144                                 }
2145                                 n->end = start;
2146                                 sp_insert(sp, new2);
2147                                 new2 = NULL;
2148                                 break;
2149                         } else
2150                                 n->end = start;
2151                 }
2152                 if (!next)
2153                         break;
2154                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2155         }
2156         if (new)
2157                 sp_insert(sp, new);
2158         spin_unlock(&sp->lock);
2159         if (new2) {
2160                 mpol_put(new2->policy);
2161                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2162         }
2163         return 0;
2164 }
2165
2166 /**
2167  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2168  * @sp: pointer to inode shared policy
2169  * @mpol:  struct mempolicy to install
2170  *
2171  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2172  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2173  * This must be released on exit.
2174  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2175  */
2176 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2177 {
2178         int ret;
2179
2180         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2181         spin_lock_init(&sp->lock);
2182
2183         if (mpol) {
2184                 struct vm_area_struct pvma;
2185                 struct mempolicy *new;
2186                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2187
2188                 if (!scratch)
2189                         goto put_mpol;
2190                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2191                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2192                 if (IS_ERR(new))
2193                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2194
2195                 task_lock(current);
2196                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2197                 task_unlock(current);
2198                 if (ret)
2199                         goto put_new;
2200
2201                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2202                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2203                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2204                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2205
2206 put_new:
2207                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2208 free_scratch:
2209                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2210 put_mpol:
2211                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2212         }
2213 }
2214
2215 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2216                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2217 {
2218         int err;
2219         struct sp_node *new = NULL;
2220         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2221
2222         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2223                  vma->vm_pgoff,
2224                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2225                  npol ? npol->flags : -1,
2226                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2227
2228         if (npol) {
2229                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2230                 if (!new)
2231                         return -ENOMEM;
2232         }
2233         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2234         if (err && new)
2235                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2236         return err;
2237 }
2238
2239 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2240 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2241 {
2242         struct sp_node *n;
2243         struct rb_node *next;
2244
2245         if (!p->root.rb_node)
2246                 return;
2247         spin_lock(&p->lock);
2248         next = rb_first(&p->root);
2249         while (next) {
2250                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2251                 next = rb_next(&n->nd);
2252                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2253                 mpol_put(n->policy);
2254                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2255         }
2256         spin_unlock(&p->lock);
2257 }
2258
2259 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2260 void __init numa_policy_init(void)
2261 {
2262         nodemask_t interleave_nodes;
2263         unsigned long largest = 0;
2264         int nid, prefer = 0;
2265
2266         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2267                                          sizeof(struct mempolicy),
2268                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2269
2270         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2271                                      sizeof(struct sp_node),
2272                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2273
2274         /*
2275          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2276          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2277          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2278          */
2279         nodes_clear(interleave_nodes);
2280         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2281                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2282
2283                 /* Preserve the largest node */
2284                 if (largest < total_pages) {
2285                         largest = total_pages;
2286                         prefer = nid;
2287                 }
2288
2289                 /* Interleave this node? */
2290                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2291                         node_set(nid, interleave_nodes);
2292         }
2293
2294         /* All too small, use the largest */
2295         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2296                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2297
2298         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2299                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2300 }
2301
2302 /* Reset policy of current process to default */
2303 void numa_default_policy(void)
2304 {
2305         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2306 }
2307
2308 /*
2309  * Parse and format mempolicy from/to strings
2310  */
2311
2312 /*
2313  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2314  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2315  */
2316 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2317 static const char * const policy_modes[] =
2318 {
2319         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2320         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2321         [MPOL_BIND]       = "bind",
2322         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2323         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2324 };
2325
2326
2327 #ifdef CONFIG_TMPFS
2328 /**
2329  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2330  * @str:  string containing mempolicy to parse
2331  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2332  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2333  *
2334  * Format of input:
2335  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2336  *
2337  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2338  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2339  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2340  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2341  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2342  * it again is redundant, but safe.
2343  *
2344  * On success, returns 0, else 1
2345  */
2346 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2347 {
2348         struct mempolicy *new = NULL;
2349         unsigned short mode;
2350         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2351         nodemask_t nodes;
2352         char *nodelist = strchr(str, ':');
2353         char *flags = strchr(str, '=');
2354         int err = 1;
2355
2356         if (nodelist) {
2357                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2358                 *nodelist++ = '\0';
2359                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2360                         goto out;
2361                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2362                         goto out;
2363         } else
2364                 nodes_clear(nodes);
2365
2366         if (flags)
2367                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2368
2369         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2370                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2371                         break;
2372                 }
2373         }
2374         if (mode > MPOL_LOCAL)
2375                 goto out;
2376
2377         switch (mode) {
2378         case MPOL_PREFERRED:
2379                 /*
2380                  * Insist on a nodelist of one node only
2381                  */
2382                 if (nodelist) {
2383                         char *rest = nodelist;
2384                         while (isdigit(*rest))
2385                                 rest++;
2386                         if (*rest)
2387                                 goto out;
2388                 }
2389                 break;
2390         case MPOL_INTERLEAVE:
2391                 /*
2392                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2393                  */
2394                 if (!nodelist)
2395                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2396                 break;
2397         case MPOL_LOCAL:
2398                 /*
2399                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2400                  */
2401                 if (nodelist)
2402                         goto out;
2403                 mode = MPOL_PREFERRED;
2404                 break;
2405         case MPOL_DEFAULT:
2406                 /*
2407                  * Insist on a empty nodelist
2408                  */
2409                 if (!nodelist)
2410                         err = 0;
2411                 goto out;
2412         case MPOL_BIND:
2413                 /*
2414                  * Insist on a nodelist
2415                  */
2416                 if (!nodelist)
2417                         goto out;
2418         }
2419
2420         mode_flags = 0;
2421         if (flags) {
2422                 /*
2423                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2424                  * mode flags.
2425                  */
2426                 if (!strcmp(flags, "static"))
2427                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2428                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2429                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2430                 else
2431                         goto out;
2432         }
2433
2434         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2435         if (IS_ERR(new))
2436                 goto out;
2437
2438         if (no_context) {
2439                 /* save for contextualization */
2440                 new->w.user_nodemask = nodes;
2441         } else {
2442                 int ret;
2443                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2444                 if (scratch) {
2445                         task_lock(current);
2446                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2447                         task_unlock(current);
2448                 } else
2449                         ret = -ENOMEM;
2450                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2451                 if (ret) {
2452                         mpol_put(new);
2453                         goto out;
2454                 }
2455         }
2456         err = 0;
2457
2458 out:
2459         /* Restore string for error message */
2460         if (nodelist)
2461                 *--nodelist = ':';
2462         if (flags)
2463                 *--flags = '=';
2464         if (!err)
2465                 *mpol = new;
2466         return err;
2467 }
2468 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2469
2470 /**
2471  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2472  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2473  * @maxlen:  length of @buffer
2474  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2475  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2476  *
2477  * Convert a mempolicy into a string.
2478  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2479  * or an error (negative)
2480  */
2481 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2482 {
2483         char *p = buffer;
2484         int l;
2485         nodemask_t nodes;
2486         unsigned short mode;
2487         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2488
2489         /*
2490          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2491          */
2492         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2493
2494         if (!pol || pol == &default_policy)
2495                 mode = MPOL_DEFAULT;
2496         else
2497                 mode = pol->mode;
2498
2499         switch (mode) {
2500         case MPOL_DEFAULT:
2501                 nodes_clear(nodes);
2502                 break;
2503
2504         case MPOL_PREFERRED:
2505                 nodes_clear(nodes);
2506                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2507                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2508                 else
2509                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2510                 break;
2511
2512         case MPOL_BIND:
2513                 /* Fall through */
2514         case MPOL_INTERLEAVE:
2515                 if (no_context)
2516                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2517                 else
2518                         nodes = pol->v.nodes;
2519                 break;
2520
2521         default:
2522                 BUG();
2523         }
2524
2525         l = strlen(policy_modes[mode]);
2526         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2527                 return -ENOSPC;
2528
2529         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2530         p += l;
2531
2532         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2533                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2534                         return -ENOSPC;
2535                 *p++ = '=';
2536
2537                 /*
2538                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2539                  */
2540                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2541                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2542                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2543                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2544         }
2545
2546         if (!nodes_empty(nodes)) {
2547                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2548                         return -ENOSPC;
2549                 *p++ = ':';
2550                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2551         }
2552         return p - buffer;
2553 }