5d6fb339de038945424733d5128846a1a1a7e352
[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
97 #include "internal.h"
98
99 /* Internal flags */
100 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
101 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
102 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
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 gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
461 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
462                                 unsigned long flags);
463
464 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
465 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
466                 unsigned long addr, unsigned long end,
467                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
468                 void *private)
469 {
470         pte_t *orig_pte;
471         pte_t *pte;
472         spinlock_t *ptl;
473
474         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
475         do {
476                 struct page *page;
477                 int nid;
478
479                 if (!pte_present(*pte))
480                         continue;
481                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
482                 if (!page)
483                         continue;
484                 /*
485                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
486                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
487                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
488                  */
489                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
490                         continue;
491                 nid = page_to_nid(page);
492                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
493                         continue;
494
495                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
496                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
497                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
498                         migrate_page_add(page, private, flags);
499                 else
500                         break;
501         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
502         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
503         return addr != end;
504 }
505
506 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
507                 unsigned long addr, unsigned long end,
508                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
509                 void *private)
510 {
511         pmd_t *pmd;
512         unsigned long next;
513
514         pmd = pmd_offset(pud, addr);
515         do {
516                 next = pmd_addr_end(addr, end);
517                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
518                         continue;
519                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
520                                     flags, private))
521                         return -EIO;
522         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
523         return 0;
524 }
525
526 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
527                 unsigned long addr, unsigned long end,
528                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
529                 void *private)
530 {
531         pud_t *pud;
532         unsigned long next;
533
534         pud = pud_offset(pgd, addr);
535         do {
536                 next = pud_addr_end(addr, end);
537                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
538                         continue;
539                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
540                                     flags, private))
541                         return -EIO;
542         } while (pud++, addr = next, addr != end);
543         return 0;
544 }
545
546 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
547                 unsigned long addr, unsigned long end,
548                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
549                 void *private)
550 {
551         pgd_t *pgd;
552         unsigned long next;
553
554         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
555         do {
556                 next = pgd_addr_end(addr, end);
557                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
558                         continue;
559                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
560                                     flags, private))
561                         return -EIO;
562         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
563         return 0;
564 }
565
566 /*
567  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
568  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
569  * put them on the pagelist.
570  */
571 static struct vm_area_struct *
572 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
573                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
574 {
575         int err;
576         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
577
578
579         first = find_vma(mm, start);
580         if (!first)
581                 return ERR_PTR(-EFAULT);
582         prev = NULL;
583         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
584                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
585                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
588                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
589                 }
590                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
591                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
592                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
593                                 vma_migratable(vma)))) {
594                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
595
596                         if (endvma > end)
597                                 endvma = end;
598                         if (vma->vm_start > start)
599                                 start = vma->vm_start;
600                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
601                                                 flags, private);
602                         if (err) {
603                                 first = ERR_PTR(err);
604                                 break;
605                         }
606                 }
607                 prev = vma;
608         }
609         return first;
610 }
611
612 /* Apply policy to a single VMA */
613 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
614 {
615         int err = 0;
616         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
617
618         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
619                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
620                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
621                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
622
623         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
624                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
625         if (!err) {
626                 mpol_get(new);
627                 vma->vm_policy = new;
628                 mpol_put(old);
629         }
630         return err;
631 }
632
633 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
634 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
635                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
636 {
637         struct vm_area_struct *next;
638         struct vm_area_struct *prev;
639         struct vm_area_struct *vma;
640         int err = 0;
641         pgoff_t pgoff;
642         unsigned long vmstart;
643         unsigned long vmend;
644
645         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
646         if (!vma || vma->vm_start > start)
647                 return -EFAULT;
648
649         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
650                 next = vma->vm_next;
651                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
652                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
653
654                 pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
655                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
656                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, new_pol);
657                 if (prev) {
658                         vma = prev;
659                         next = vma->vm_next;
660                         continue;
661                 }
662                 if (vma->vm_start != vmstart) {
663                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
664                         if (err)
665                                 goto out;
666                 }
667                 if (vma->vm_end != vmend) {
668                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
669                         if (err)
670                                 goto out;
671                 }
672                 err = policy_vma(vma, new_pol);
673                 if (err)
674                         goto out;
675         }
676
677  out:
678         return err;
679 }
680
681 /*
682  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
683  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
684  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
685  *
686  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
687  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
688  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
689  *
690  * The above limitation is why this routine has the funny name
691  * mpol_fix_fork_child_flag().
692  *
693  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
694  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
695  * for use within this file.
696  */
697
698 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
699 {
700         if (p->mempolicy)
701                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
702         else
703                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
704 }
705
706 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
707 {
708         mpol_fix_fork_child_flag(current);
709 }
710
711 /* Set the process memory policy */
712 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
713                              nodemask_t *nodes)
714 {
715         struct mempolicy *new, *old;
716         struct mm_struct *mm = current->mm;
717         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
718         int ret;
719
720         if (!scratch)
721                 return -ENOMEM;
722
723         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
724         if (IS_ERR(new)) {
725                 ret = PTR_ERR(new);
726                 goto out;
727         }
728         /*
729          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
730          * is using it.
731          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
732          * with no 'mm'.
733          */
734         if (mm)
735                 down_write(&mm->mmap_sem);
736         task_lock(current);
737         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
738         if (ret) {
739                 task_unlock(current);
740                 if (mm)
741                         up_write(&mm->mmap_sem);
742                 mpol_put(new);
743                 goto out;
744         }
745         old = current->mempolicy;
746         current->mempolicy = new;
747         mpol_set_task_struct_flag();
748         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
749             nodes_weight(new->v.nodes))
750                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
751         task_unlock(current);
752         if (mm)
753                 up_write(&mm->mmap_sem);
754
755         mpol_put(old);
756         ret = 0;
757 out:
758         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
759         return ret;
760 }
761
762 /*
763  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
764  *
765  * Called with task's alloc_lock held
766  */
767 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
768 {
769         nodes_clear(*nodes);
770         if (p == &default_policy)
771                 return;
772
773         switch (p->mode) {
774         case MPOL_BIND:
775                 /* Fall through */
776         case MPOL_INTERLEAVE:
777                 *nodes = p->v.nodes;
778                 break;
779         case MPOL_PREFERRED:
780                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
781                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
782                 /* else return empty node mask for local allocation */
783                 break;
784         default:
785                 BUG();
786         }
787 }
788
789 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
790 {
791         struct page *p;
792         int err;
793
794         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
795         if (err >= 0) {
796                 err = page_to_nid(p);
797                 put_page(p);
798         }
799         return err;
800 }
801
802 /* Retrieve NUMA policy */
803 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
804                              unsigned long addr, unsigned long flags)
805 {
806         int err;
807         struct mm_struct *mm = current->mm;
808         struct vm_area_struct *vma = NULL;
809         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
810
811         if (flags &
812                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
813                 return -EINVAL;
814
815         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
816                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
817                         return -EINVAL;
818                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
819                 task_lock(current);
820                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
821                 task_unlock(current);
822                 return 0;
823         }
824
825         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
826                 /*
827                  * Do NOT fall back to task policy if the
828                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
829                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
830                  */
831                 down_read(&mm->mmap_sem);
832                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
833                 if (!vma) {
834                         up_read(&mm->mmap_sem);
835                         return -EFAULT;
836                 }
837                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
838                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
839                 else
840                         pol = vma->vm_policy;
841         } else if (addr)
842                 return -EINVAL;
843
844         if (!pol)
845                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
846
847         if (flags & MPOL_F_NODE) {
848                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
849                         err = lookup_node(mm, addr);
850                         if (err < 0)
851                                 goto out;
852                         *policy = err;
853                 } else if (pol == current->mempolicy &&
854                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
855                         *policy = current->il_next;
856                 } else {
857                         err = -EINVAL;
858                         goto out;
859                 }
860         } else {
861                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
862                                                 pol->mode;
863                 /*
864                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
865                  * the policy to userspace.
866                  */
867                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
868         }
869
870         if (vma) {
871                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
872                 vma = NULL;
873         }
874
875         err = 0;
876         if (nmask) {
877                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
878                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
879                 } else {
880                         task_lock(current);
881                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
882                         task_unlock(current);
883                 }
884         }
885
886  out:
887         mpol_cond_put(pol);
888         if (vma)
889                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
890         return err;
891 }
892
893 #ifdef CONFIG_MIGRATION
894 /*
895  * page migration
896  */
897 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
898                                 unsigned long flags)
899 {
900         /*
901          * Avoid migrating a page that is shared with others.
902          */
903         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
904                 if (!isolate_lru_page(page)) {
905                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
906                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
907                                             page_is_file_cache(page));
908                 }
909         }
910 }
911
912 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
913 {
914         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
915 }
916
917 /*
918  * Migrate pages from one node to a target node.
919  * Returns error or the number of pages not migrated.
920  */
921 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
922                            int flags)
923 {
924         nodemask_t nmask;
925         LIST_HEAD(pagelist);
926         int err = 0;
927
928         nodes_clear(nmask);
929         node_set(source, nmask);
930
931         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
932                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
933
934         if (!list_empty(&pagelist))
935                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest, 0);
936
937         return err;
938 }
939
940 /*
941  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
942  * layout as much as possible.
943  *
944  * Returns the number of page that could not be moved.
945  */
946 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
947         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
948 {
949         int busy = 0;
950         int err;
951         nodemask_t tmp;
952
953         err = migrate_prep();
954         if (err)
955                 return err;
956
957         down_read(&mm->mmap_sem);
958
959         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
960         if (err)
961                 goto out;
962
963         /*
964          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
965          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
966          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
967          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
968          *
969          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
970          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
971          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
972          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
973          *
974          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
975          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
976          * (nothing left to migrate).
977          *
978          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
979          * if possible the dest node is not already occupied by some other
980          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
981          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
982          * before migrating outgoing memory source that same node.
983          *
984          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
985          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
986          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
987          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
988          * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
989          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
990          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
991          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
992          */
993
994         tmp = *from_nodes;
995         while (!nodes_empty(tmp)) {
996                 int s,d;
997                 int source = -1;
998                 int dest = 0;
999
1000                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1001                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1002                         if (s == d)
1003                                 continue;
1004
1005                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1006                         dest = d;
1007
1008                         /* dest not in remaining from nodes? */
1009                         if (!node_isset(dest, tmp))
1010                                 break;
1011                 }
1012                 if (source == -1)
1013                         break;
1014
1015                 node_clear(source, tmp);
1016                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1017                 if (err > 0)
1018                         busy += err;
1019                 if (err < 0)
1020                         break;
1021         }
1022 out:
1023         up_read(&mm->mmap_sem);
1024         if (err < 0)
1025                 return err;
1026         return busy;
1027
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1032  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1033  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1034  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1035  * is in virtual address order.
1036  */
1037 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1038 {
1039         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1040         unsigned long uninitialized_var(address);
1041
1042         while (vma) {
1043                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1044                 if (address != -EFAULT)
1045                         break;
1046                 vma = vma->vm_next;
1047         }
1048
1049         /*
1050          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1051          */
1052         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1053 }
1054 #else
1055
1056 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1057                                 unsigned long flags)
1058 {
1059 }
1060
1061 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1062         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1063 {
1064         return -ENOSYS;
1065 }
1066
1067 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1068 {
1069         return NULL;
1070 }
1071 #endif
1072
1073 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1074                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1075                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1076 {
1077         struct vm_area_struct *vma;
1078         struct mm_struct *mm = current->mm;
1079         struct mempolicy *new;
1080         unsigned long end;
1081         int err;
1082         LIST_HEAD(pagelist);
1083
1084         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1085                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1086                 return -EINVAL;
1087         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1088                 return -EPERM;
1089
1090         if (start & ~PAGE_MASK)
1091                 return -EINVAL;
1092
1093         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1094                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1095
1096         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1097         end = start + len;
1098
1099         if (end < start)
1100                 return -EINVAL;
1101         if (end == start)
1102                 return 0;
1103
1104         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1105         if (IS_ERR(new))
1106                 return PTR_ERR(new);
1107
1108         /*
1109          * If we are using the default policy then operation
1110          * on discontinuous address spaces is okay after all
1111          */
1112         if (!new)
1113                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1114
1115         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1116                  start, start + len, mode, mode_flags,
1117                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1118
1119         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1120
1121                 err = migrate_prep();
1122                 if (err)
1123                         goto mpol_out;
1124         }
1125         {
1126                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1127                 if (scratch) {
1128                         down_write(&mm->mmap_sem);
1129                         task_lock(current);
1130                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1131                         task_unlock(current);
1132                         if (err)
1133                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1134                 } else
1135                         err = -ENOMEM;
1136                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1137         }
1138         if (err)
1139                 goto mpol_out;
1140
1141         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1142                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1143
1144         err = PTR_ERR(vma);
1145         if (!IS_ERR(vma)) {
1146                 int nr_failed = 0;
1147
1148                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1149
1150                 if (!list_empty(&pagelist))
1151                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1152                                                 (unsigned long)vma, 0);
1153
1154                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1155                         err = -EIO;
1156         } else
1157                 putback_lru_pages(&pagelist);
1158
1159         up_write(&mm->mmap_sem);
1160  mpol_out:
1161         mpol_put(new);
1162         return err;
1163 }
1164
1165 /*
1166  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1167  */
1168
1169 /* Copy a node mask from user space. */
1170 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1171                      unsigned long maxnode)
1172 {
1173         unsigned long k;
1174         unsigned long nlongs;
1175         unsigned long endmask;
1176
1177         --maxnode;
1178         nodes_clear(*nodes);
1179         if (maxnode == 0 || !nmask)
1180                 return 0;
1181         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1182                 return -EINVAL;
1183
1184         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1185         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1186                 endmask = ~0UL;
1187         else
1188                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1189
1190         /* When the user specified more nodes than supported just check
1191            if the non supported part is all zero. */
1192         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1193                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1194                         return -EINVAL;
1195                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1196                         unsigned long t;
1197                         if (get_user(t, nmask + k))
1198                                 return -EFAULT;
1199                         if (k == nlongs - 1) {
1200                                 if (t & endmask)
1201                                         return -EINVAL;
1202                         } else if (t)
1203                                 return -EINVAL;
1204                 }
1205                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1206                 endmask = ~0UL;
1207         }
1208
1209         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1210                 return -EFAULT;
1211         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1212         return 0;
1213 }
1214
1215 /* Copy a kernel node mask to user space */
1216 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1217                               nodemask_t *nodes)
1218 {
1219         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1220         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1221
1222         if (copy > nbytes) {
1223                 if (copy > PAGE_SIZE)
1224                         return -EINVAL;
1225                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1226                         return -EFAULT;
1227                 copy = nbytes;
1228         }
1229         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1230 }
1231
1232 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1233                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1234                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1235 {
1236         nodemask_t nodes;
1237         int err;
1238         unsigned short mode_flags;
1239
1240         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1241         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1242         if (mode >= MPOL_MAX)
1243                 return -EINVAL;
1244         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1245             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1246                 return -EINVAL;
1247         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1248         if (err)
1249                 return err;
1250         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1251 }
1252
1253 /* Set the process memory policy */
1254 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1255                 unsigned long, maxnode)
1256 {
1257         int err;
1258         nodemask_t nodes;
1259         unsigned short flags;
1260
1261         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1262         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1263         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1264                 return -EINVAL;
1265         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1266                 return -EINVAL;
1267         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1268         if (err)
1269                 return err;
1270         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1271 }
1272
1273 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1274                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1275                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1276 {
1277         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1278         struct mm_struct *mm;
1279         struct task_struct *task;
1280         nodemask_t old;
1281         nodemask_t new;
1282         nodemask_t task_nodes;
1283         int err;
1284
1285         err = get_nodes(&old, old_nodes, maxnode);
1286         if (err)
1287                 return err;
1288
1289         err = get_nodes(&new, new_nodes, maxnode);
1290         if (err)
1291                 return err;
1292
1293         /* Find the mm_struct */
1294         read_lock(&tasklist_lock);
1295         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1296         if (!task) {
1297                 read_unlock(&tasklist_lock);
1298                 return -ESRCH;
1299         }
1300         mm = get_task_mm(task);
1301         read_unlock(&tasklist_lock);
1302
1303         if (!mm)
1304                 return -EINVAL;
1305
1306         /*
1307          * Check if this process has the right to modify the specified
1308          * process. The right exists if the process has administrative
1309          * capabilities, superuser privileges or the same
1310          * userid as the target process.
1311          */
1312         rcu_read_lock();
1313         tcred = __task_cred(task);
1314         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1315             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1316             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1317                 rcu_read_unlock();
1318                 err = -EPERM;
1319                 goto out;
1320         }
1321         rcu_read_unlock();
1322
1323         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1324         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1325         if (!nodes_subset(new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1326                 err = -EPERM;
1327                 goto out;
1328         }
1329
1330         if (!nodes_subset(new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1331                 err = -EINVAL;
1332                 goto out;
1333         }
1334
1335         err = security_task_movememory(task);
1336         if (err)
1337                 goto out;
1338
1339         err = do_migrate_pages(mm, &old, &new,
1340                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1341 out:
1342         mmput(mm);
1343         return err;
1344 }
1345
1346
1347 /* Retrieve NUMA policy */
1348 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1349                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1350                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1351 {
1352         int err;
1353         int uninitialized_var(pval);
1354         nodemask_t nodes;
1355
1356         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1357                 return -EINVAL;
1358
1359         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1360
1361         if (err)
1362                 return err;
1363
1364         if (policy && put_user(pval, policy))
1365                 return -EFAULT;
1366
1367         if (nmask)
1368                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1369
1370         return err;
1371 }
1372
1373 #ifdef CONFIG_COMPAT
1374
1375 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1376                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1377                                      compat_ulong_t maxnode,
1378                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1379 {
1380         long err;
1381         unsigned long __user *nm = NULL;
1382         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1383         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1384
1385         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1386         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1387
1388         if (nmask)
1389                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1390
1391         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1392
1393         if (!err && nmask) {
1394                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1395                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1396                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1397                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1398         }
1399
1400         return err;
1401 }
1402
1403 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1404                                      compat_ulong_t maxnode)
1405 {
1406         long err = 0;
1407         unsigned long __user *nm = NULL;
1408         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1409         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1410
1411         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1412         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1413
1414         if (nmask) {
1415                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1416                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1417                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1418         }
1419
1420         if (err)
1421                 return -EFAULT;
1422
1423         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1424 }
1425
1426 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1427                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1428                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1429 {
1430         long err = 0;
1431         unsigned long __user *nm = NULL;
1432         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1433         nodemask_t bm;
1434
1435         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1436         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1437
1438         if (nmask) {
1439                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1440                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1441                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1442         }
1443
1444         if (err)
1445                 return -EFAULT;
1446
1447         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1448 }
1449
1450 #endif
1451
1452 /*
1453  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1454  * @task - task for fallback if vma policy == default
1455  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1456  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1457  *
1458  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1459  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1460  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1461  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1462  * the caller.
1463  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1464  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1465  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1466  * extra reference for shared policies.
1467  */
1468 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1469                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1470 {
1471         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1472
1473         if (vma) {
1474                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1475                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1476                                                                         addr);
1477                         if (vpol)
1478                                 pol = vpol;
1479                 } else if (vma->vm_policy)
1480                         pol = vma->vm_policy;
1481         }
1482         if (!pol)
1483                 pol = &default_policy;
1484         return pol;
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1489  * page allocation
1490  */
1491 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1492 {
1493         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1494         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1495                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1496                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1497                 return &policy->v.nodes;
1498
1499         return NULL;
1500 }
1501
1502 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1503 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1504 {
1505         int nd = numa_node_id();
1506
1507         switch (policy->mode) {
1508         case MPOL_PREFERRED:
1509                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1510                         nd = policy->v.preferred_node;
1511                 break;
1512         case MPOL_BIND:
1513                 /*
1514                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1515                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1516                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1517                  * the first node in the mask instead.
1518                  */
1519                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1520                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1521                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1522                 break;
1523         default:
1524                 BUG();
1525         }
1526         return node_zonelist(nd, gfp);
1527 }
1528
1529 /* Do dynamic interleaving for a process */
1530 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1531 {
1532         unsigned nid, next;
1533         struct task_struct *me = current;
1534
1535         nid = me->il_next;
1536         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1537         if (next >= MAX_NUMNODES)
1538                 next = first_node(policy->v.nodes);
1539         if (next < MAX_NUMNODES)
1540                 me->il_next = next;
1541         return nid;
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1546  * next slab entry.
1547  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1548  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1549  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1550  * such protection.
1551  */
1552 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1553 {
1554         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1555                 return numa_node_id();
1556
1557         switch (policy->mode) {
1558         case MPOL_PREFERRED:
1559                 /*
1560                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1561                  */
1562                 return policy->v.preferred_node;
1563
1564         case MPOL_INTERLEAVE:
1565                 return interleave_nodes(policy);
1566
1567         case MPOL_BIND: {
1568                 /*
1569                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1570                  * first node.
1571                  */
1572                 struct zonelist *zonelist;
1573                 struct zone *zone;
1574                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1575                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1576                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1577                                                         &policy->v.nodes,
1578                                                         &zone);
1579                 return zone->node;
1580         }
1581
1582         default:
1583                 BUG();
1584         }
1585 }
1586
1587 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1588 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1589                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1590 {
1591         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1592         unsigned target;
1593         int c;
1594         int nid = -1;
1595
1596         if (!nnodes)
1597                 return numa_node_id();
1598         target = (unsigned int)off % nnodes;
1599         c = 0;
1600         do {
1601                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1602                 c++;
1603         } while (c <= target);
1604         return nid;
1605 }
1606
1607 /* Determine a node number for interleave */
1608 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1609                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1610 {
1611         if (vma) {
1612                 unsigned long off;
1613
1614                 /*
1615                  * for small pages, there is no difference between
1616                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1617                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1618                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1619                  * a useful offset.
1620                  */
1621                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1622                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1623                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1624                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1625         } else
1626                 return interleave_nodes(pol);
1627 }
1628
1629 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1630 /*
1631  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1632  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1633  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1634  * @gfp_flags = for requested zone
1635  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1636  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1637  *
1638  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1639  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1640  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1641  * @nodemask for filtering the zonelist.
1642  *
1643  * Must be protected by get_mems_allowed()
1644  */
1645 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1646                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1647                                 nodemask_t **nodemask)
1648 {
1649         struct zonelist *zl;
1650
1651         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1652         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1653
1654         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1655                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1656                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1657         } else {
1658                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol);
1659                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1660                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1661         }
1662         return zl;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * init_nodemask_of_mempolicy
1667  *
1668  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1669  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1670  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1671  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1672  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1673  * of non-default mempolicy.
1674  *
1675  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1676  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1677  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1678  *
1679  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1680  */
1681 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1682 {
1683         struct mempolicy *mempolicy;
1684         int nid;
1685
1686         if (!(mask && current->mempolicy))
1687                 return false;
1688
1689         task_lock(current);
1690         mempolicy = current->mempolicy;
1691         switch (mempolicy->mode) {
1692         case MPOL_PREFERRED:
1693                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1694                         nid = numa_node_id();
1695                 else
1696                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1697                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1698                 break;
1699
1700         case MPOL_BIND:
1701                 /* Fall through */
1702         case MPOL_INTERLEAVE:
1703                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1704                 break;
1705
1706         default:
1707                 BUG();
1708         }
1709         task_unlock(current);
1710
1711         return true;
1712 }
1713 #endif
1714
1715 /* Allocate a page in interleaved policy.
1716    Own path because it needs to do special accounting. */
1717 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1718                                         unsigned nid)
1719 {
1720         struct zonelist *zl;
1721         struct page *page;
1722
1723         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1724         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1725         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1726                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1727         return page;
1728 }
1729
1730 /**
1731  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1732  *
1733  *      @gfp:
1734  *      %GFP_USER    user allocation.
1735  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1736  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1737  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1738  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1739  *
1740  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1741  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1742  *
1743  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1744  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1745  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1746  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1747  *      all allocations for pages that will be mapped into
1748  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1749  *
1750  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1751  */
1752 struct page *
1753 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1754 {
1755         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1756         struct zonelist *zl;
1757         struct page *page;
1758
1759         get_mems_allowed();
1760         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1761                 unsigned nid;
1762
1763                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1764                 mpol_cond_put(pol);
1765                 page = alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1766                 put_mems_allowed();
1767                 return page;
1768         }
1769         zl = policy_zonelist(gfp, pol);
1770         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1771                 /*
1772                  * slow path: ref counted shared policy
1773                  */
1774                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, 0,
1775                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1776                 __mpol_put(pol);
1777                 put_mems_allowed();
1778                 return page;
1779         }
1780         /*
1781          * fast path:  default or task policy
1782          */
1783         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1784         put_mems_allowed();
1785         return page;
1786 }
1787
1788 /**
1789  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1790  *
1791  *      @gfp:
1792  *              %GFP_USER   user allocation,
1793  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1794  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1795  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1796  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1797  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1798  *
1799  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1800  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1801  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1802  *
1803  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1804  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1805  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1806  */
1807 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1808 {
1809         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1810         struct page *page;
1811
1812         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1813                 pol = &default_policy;
1814
1815         get_mems_allowed();
1816         /*
1817          * No reference counting needed for current->mempolicy
1818          * nor system default_policy
1819          */
1820         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1821                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1822         else
1823                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1824                         policy_zonelist(gfp, pol), policy_nodemask(gfp, pol));
1825         put_mems_allowed();
1826         return page;
1827 }
1828 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1829
1830 /*
1831  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1832  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1833  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1834  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1835  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1836  *
1837  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1838  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1839  */
1840
1841 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1842 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1843 {
1844         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1845
1846         if (!new)
1847                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1848
1849         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1850         if (old == current->mempolicy) {
1851                 task_lock(current);
1852                 *new = *old;
1853                 task_unlock(current);
1854         } else
1855                 *new = *old;
1856
1857         rcu_read_lock();
1858         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1859                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1860                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1861                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1862                 else
1863                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1864         }
1865         rcu_read_unlock();
1866         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1867         return new;
1868 }
1869
1870 /*
1871  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1872  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1873  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1874  * after return.  Use the returned value.
1875  *
1876  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1877  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1878  * shmem_readahead needs this.
1879  */
1880 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1881                                                 struct mempolicy *frompol)
1882 {
1883         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1884                 return frompol;
1885
1886         *tompol = *frompol;
1887         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1888         __mpol_put(frompol);
1889         return tompol;
1890 }
1891
1892 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1893 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1894 {
1895         if (!a || !b)
1896                 return 0;
1897         if (a->mode != b->mode)
1898                 return 0;
1899         if (a->flags != b->flags)
1900                 return 0;
1901         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1902                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1903                         return 0;
1904
1905         switch (a->mode) {
1906         case MPOL_BIND:
1907                 /* Fall through */
1908         case MPOL_INTERLEAVE:
1909                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1910         case MPOL_PREFERRED:
1911                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node &&
1912                         a->flags == b->flags;
1913         default:
1914                 BUG();
1915                 return 0;
1916         }
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Shared memory backing store policy support.
1921  *
1922  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1923  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1924  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1925  * for any accesses to the tree.
1926  */
1927
1928 /* lookup first element intersecting start-end */
1929 /* Caller holds sp->lock */
1930 static struct sp_node *
1931 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1932 {
1933         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
1934
1935         while (n) {
1936                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1937
1938                 if (start >= p->end)
1939                         n = n->rb_right;
1940                 else if (end <= p->start)
1941                         n = n->rb_left;
1942                 else
1943                         break;
1944         }
1945         if (!n)
1946                 return NULL;
1947         for (;;) {
1948                 struct sp_node *w = NULL;
1949                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
1950                 if (!prev)
1951                         break;
1952                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
1953                 if (w->end <= start)
1954                         break;
1955                 n = prev;
1956         }
1957         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1958 }
1959
1960 /* Insert a new shared policy into the list. */
1961 /* Caller holds sp->lock */
1962 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
1963 {
1964         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
1965         struct rb_node *parent = NULL;
1966         struct sp_node *nd;
1967
1968         while (*p) {
1969                 parent = *p;
1970                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
1971                 if (new->start < nd->start)
1972                         p = &(*p)->rb_left;
1973                 else if (new->end > nd->end)
1974                         p = &(*p)->rb_right;
1975                 else
1976                         BUG();
1977         }
1978         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
1979         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
1980         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
1981                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
1982 }
1983
1984 /* Find shared policy intersecting idx */
1985 struct mempolicy *
1986 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
1987 {
1988         struct mempolicy *pol = NULL;
1989         struct sp_node *sn;
1990
1991         if (!sp->root.rb_node)
1992                 return NULL;
1993         spin_lock(&sp->lock);
1994         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
1995         if (sn) {
1996                 mpol_get(sn->policy);
1997                 pol = sn->policy;
1998         }
1999         spin_unlock(&sp->lock);
2000         return pol;
2001 }
2002
2003 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2004 {
2005         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2006         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2007         mpol_put(n->policy);
2008         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2009 }
2010
2011 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2012                                 struct mempolicy *pol)
2013 {
2014         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2015
2016         if (!n)
2017                 return NULL;
2018         n->start = start;
2019         n->end = end;
2020         mpol_get(pol);
2021         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2022         n->policy = pol;
2023         return n;
2024 }
2025
2026 /* Replace a policy range. */
2027 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2028                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2029 {
2030         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2031
2032 restart:
2033         spin_lock(&sp->lock);
2034         n = sp_lookup(sp, start, end);
2035         /* Take care of old policies in the same range. */
2036         while (n && n->start < end) {
2037                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2038                 if (n->start >= start) {
2039                         if (n->end <= end)
2040                                 sp_delete(sp, n);
2041                         else
2042                                 n->start = end;
2043                 } else {
2044                         /* Old policy spanning whole new range. */
2045                         if (n->end > end) {
2046                                 if (!new2) {
2047                                         spin_unlock(&sp->lock);
2048                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2049                                         if (!new2)
2050                                                 return -ENOMEM;
2051                                         goto restart;
2052                                 }
2053                                 n->end = start;
2054                                 sp_insert(sp, new2);
2055                                 new2 = NULL;
2056                                 break;
2057                         } else
2058                                 n->end = start;
2059                 }
2060                 if (!next)
2061                         break;
2062                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2063         }
2064         if (new)
2065                 sp_insert(sp, new);
2066         spin_unlock(&sp->lock);
2067         if (new2) {
2068                 mpol_put(new2->policy);
2069                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2070         }
2071         return 0;
2072 }
2073
2074 /**
2075  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2076  * @sp: pointer to inode shared policy
2077  * @mpol:  struct mempolicy to install
2078  *
2079  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2080  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2081  * This must be released on exit.
2082  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2083  */
2084 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2085 {
2086         int ret;
2087
2088         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2089         spin_lock_init(&sp->lock);
2090
2091         if (mpol) {
2092                 struct vm_area_struct pvma;
2093                 struct mempolicy *new;
2094                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2095
2096                 if (!scratch)
2097                         return;
2098                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2099                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2100                 if (IS_ERR(new))
2101                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2102
2103                 task_lock(current);
2104                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2105                 task_unlock(current);
2106                 mpol_put(mpol); /* drop our ref on sb mpol */
2107                 if (ret)
2108                         goto put_free;
2109
2110                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2111                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2112                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2113                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2114
2115 put_free:
2116                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2117 free_scratch:
2118                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2119         }
2120 }
2121
2122 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2123                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2124 {
2125         int err;
2126         struct sp_node *new = NULL;
2127         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2128
2129         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2130                  vma->vm_pgoff,
2131                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2132                  npol ? npol->flags : -1,
2133                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2134
2135         if (npol) {
2136                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2137                 if (!new)
2138                         return -ENOMEM;
2139         }
2140         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2141         if (err && new)
2142                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2143         return err;
2144 }
2145
2146 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2147 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2148 {
2149         struct sp_node *n;
2150         struct rb_node *next;
2151
2152         if (!p->root.rb_node)
2153                 return;
2154         spin_lock(&p->lock);
2155         next = rb_first(&p->root);
2156         while (next) {
2157                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2158                 next = rb_next(&n->nd);
2159                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2160                 mpol_put(n->policy);
2161                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2162         }
2163         spin_unlock(&p->lock);
2164 }
2165
2166 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2167 void __init numa_policy_init(void)
2168 {
2169         nodemask_t interleave_nodes;
2170         unsigned long largest = 0;
2171         int nid, prefer = 0;
2172
2173         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2174                                          sizeof(struct mempolicy),
2175                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2176
2177         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2178                                      sizeof(struct sp_node),
2179                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2180
2181         /*
2182          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2183          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2184          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2185          */
2186         nodes_clear(interleave_nodes);
2187         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2188                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2189
2190                 /* Preserve the largest node */
2191                 if (largest < total_pages) {
2192                         largest = total_pages;
2193                         prefer = nid;
2194                 }
2195
2196                 /* Interleave this node? */
2197                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2198                         node_set(nid, interleave_nodes);
2199         }
2200
2201         /* All too small, use the largest */
2202         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2203                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2204
2205         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2206                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2207 }
2208
2209 /* Reset policy of current process to default */
2210 void numa_default_policy(void)
2211 {
2212         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Parse and format mempolicy from/to strings
2217  */
2218
2219 /*
2220  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2221  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2222  */
2223 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2224 static const char * const policy_modes[] =
2225 {
2226         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2227         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2228         [MPOL_BIND]       = "bind",
2229         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2230         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2231 };
2232
2233
2234 #ifdef CONFIG_TMPFS
2235 /**
2236  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2237  * @str:  string containing mempolicy to parse
2238  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2239  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2240  *
2241  * Format of input:
2242  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2243  *
2244  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2245  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2246  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2247  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2248  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2249  * it again is redundant, but safe.
2250  *
2251  * On success, returns 0, else 1
2252  */
2253 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2254 {
2255         struct mempolicy *new = NULL;
2256         unsigned short mode;
2257         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2258         nodemask_t nodes;
2259         char *nodelist = strchr(str, ':');
2260         char *flags = strchr(str, '=');
2261         int err = 1;
2262
2263         if (nodelist) {
2264                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2265                 *nodelist++ = '\0';
2266                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2267                         goto out;
2268                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2269                         goto out;
2270         } else
2271                 nodes_clear(nodes);
2272
2273         if (flags)
2274                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2275
2276         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2277                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2278                         break;
2279                 }
2280         }
2281         if (mode > MPOL_LOCAL)
2282                 goto out;
2283
2284         switch (mode) {
2285         case MPOL_PREFERRED:
2286                 /*
2287                  * Insist on a nodelist of one node only
2288                  */
2289                 if (nodelist) {
2290                         char *rest = nodelist;
2291                         while (isdigit(*rest))
2292                                 rest++;
2293                         if (*rest)
2294                                 goto out;
2295                 }
2296                 break;
2297         case MPOL_INTERLEAVE:
2298                 /*
2299                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2300                  */
2301                 if (!nodelist)
2302                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2303                 break;
2304         case MPOL_LOCAL:
2305                 /*
2306                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2307                  */
2308                 if (nodelist)
2309                         goto out;
2310                 mode = MPOL_PREFERRED;
2311                 break;
2312         case MPOL_DEFAULT:
2313                 /*
2314                  * Insist on a empty nodelist
2315                  */
2316                 if (!nodelist)
2317                         err = 0;
2318                 goto out;
2319         case MPOL_BIND:
2320                 /*
2321                  * Insist on a nodelist
2322                  */
2323                 if (!nodelist)
2324                         goto out;
2325         }
2326
2327         mode_flags = 0;
2328         if (flags) {
2329                 /*
2330                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2331                  * mode flags.
2332                  */
2333                 if (!strcmp(flags, "static"))
2334                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2335                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2336                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2337                 else
2338                         goto out;
2339         }
2340
2341         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2342         if (IS_ERR(new))
2343                 goto out;
2344
2345         if (no_context) {
2346                 /* save for contextualization */
2347                 new->w.user_nodemask = nodes;
2348         } else {
2349                 int ret;
2350                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2351                 if (scratch) {
2352                         task_lock(current);
2353                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2354                         task_unlock(current);
2355                 } else
2356                         ret = -ENOMEM;
2357                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2358                 if (ret) {
2359                         mpol_put(new);
2360                         goto out;
2361                 }
2362         }
2363         err = 0;
2364
2365 out:
2366         /* Restore string for error message */
2367         if (nodelist)
2368                 *--nodelist = ':';
2369         if (flags)
2370                 *--flags = '=';
2371         if (!err)
2372                 *mpol = new;
2373         return err;
2374 }
2375 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2376
2377 /**
2378  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2379  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2380  * @maxlen:  length of @buffer
2381  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2382  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2383  *
2384  * Convert a mempolicy into a string.
2385  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2386  * or an error (negative)
2387  */
2388 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2389 {
2390         char *p = buffer;
2391         int l;
2392         nodemask_t nodes;
2393         unsigned short mode;
2394         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2395
2396         /*
2397          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2398          */
2399         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2400
2401         if (!pol || pol == &default_policy)
2402                 mode = MPOL_DEFAULT;
2403         else
2404                 mode = pol->mode;
2405
2406         switch (mode) {
2407         case MPOL_DEFAULT:
2408                 nodes_clear(nodes);
2409                 break;
2410
2411         case MPOL_PREFERRED:
2412                 nodes_clear(nodes);
2413                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2414                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2415                 else
2416                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2417                 break;
2418
2419         case MPOL_BIND:
2420                 /* Fall through */
2421         case MPOL_INTERLEAVE:
2422                 if (no_context)
2423                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2424                 else
2425                         nodes = pol->v.nodes;
2426                 break;
2427
2428         default:
2429                 BUG();
2430         }
2431
2432         l = strlen(policy_modes[mode]);
2433         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2434                 return -ENOSPC;
2435
2436         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2437         p += l;
2438
2439         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2440                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2441                         return -ENOSPC;
2442                 *p++ = '=';
2443
2444                 /*
2445                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2446                  */
2447                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2448                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2449                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2450                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2451         }
2452
2453         if (!nodes_empty(nodes)) {
2454                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2455                         return -ENOSPC;
2456                 *p++ = ':';
2457                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2458         }
2459         return p - buffer;
2460 }
2461
2462 struct numa_maps {
2463         unsigned long pages;
2464         unsigned long anon;
2465         unsigned long active;
2466         unsigned long writeback;
2467         unsigned long mapcount_max;
2468         unsigned long dirty;
2469         unsigned long swapcache;
2470         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
2471 };
2472
2473 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
2474 {
2475         struct numa_maps *md = private;
2476         int count = page_mapcount(page);
2477
2478         md->pages++;
2479         if (pte_dirty || PageDirty(page))
2480                 md->dirty++;
2481
2482         if (PageSwapCache(page))
2483                 md->swapcache++;
2484
2485         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
2486                 md->active++;
2487
2488         if (PageWriteback(page))
2489                 md->writeback++;
2490
2491         if (PageAnon(page))
2492                 md->anon++;
2493
2494         if (count > md->mapcount_max)
2495                 md->mapcount_max = count;
2496
2497         md->node[page_to_nid(page)]++;
2498 }
2499
2500 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2501 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2502                 unsigned long start, unsigned long end,
2503                 struct numa_maps *md)
2504 {
2505         unsigned long addr;
2506         struct page *page;
2507         struct hstate *h = hstate_vma(vma);
2508         unsigned long sz = huge_page_size(h);
2509
2510         for (addr = start; addr < end; addr += sz) {
2511                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm,
2512                                                 addr & huge_page_mask(h));
2513                 pte_t pte;
2514
2515                 if (!ptep)
2516                         continue;
2517
2518                 pte = *ptep;
2519                 if (pte_none(pte))
2520                         continue;
2521
2522                 page = pte_page(pte);
2523                 if (!page)
2524                         continue;
2525
2526                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
2527         }
2528 }
2529 #else
2530 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2531                 unsigned long start, unsigned long end,
2532                 struct numa_maps *md)
2533 {
2534 }
2535 #endif
2536
2537 /*
2538  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
2539  */
2540 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
2541 {
2542         struct proc_maps_private *priv = m->private;
2543         struct vm_area_struct *vma = v;
2544         struct numa_maps *md;
2545         struct file *file = vma->vm_file;
2546         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2547         struct mempolicy *pol;
2548         int n;
2549         char buffer[50];
2550
2551         if (!mm)
2552                 return 0;
2553
2554         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
2555         if (!md)
2556                 return 0;
2557
2558         pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
2559         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
2560         mpol_cond_put(pol);
2561
2562         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
2563
2564         if (file) {
2565                 seq_printf(m, " file=");
2566                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
2567         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
2568                 seq_printf(m, " heap");
2569         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
2570                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
2571                 seq_printf(m, " stack");
2572         }
2573
2574         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
2575                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
2576                 seq_printf(m, " huge");
2577         } else {
2578                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
2579                         &node_states[N_HIGH_MEMORY], MPOL_MF_STATS, md);
2580         }
2581
2582         if (!md->pages)
2583                 goto out;
2584
2585         if (md->anon)
2586                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
2587
2588         if (md->dirty)
2589                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
2590
2591         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
2592                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
2593
2594         if (md->mapcount_max > 1)
2595                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
2596
2597         if (md->swapcache)
2598                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
2599
2600         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
2601                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
2602
2603         if (md->writeback)
2604                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
2605
2606         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
2607                 if (md->node[n])
2608                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
2609 out:
2610         seq_putc(m, '\n');
2611         kfree(md);
2612
2613         if (m->count < m->size)
2614                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
2615         return 0;
2616 }