71b47491487d013a04a23901a3c5eefc2fc33389
[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/gfp.h>
77 #include <linux/slab.h>
78 #include <linux/string.h>
79 #include <linux/module.h>
80 #include <linux/nsproxy.h>
81 #include <linux/interrupt.h>
82 #include <linux/init.h>
83 #include <linux/compat.h>
84 #include <linux/swap.h>
85 #include <linux/seq_file.h>
86 #include <linux/proc_fs.h>
87 #include <linux/migrate.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92
93 #include <asm/tlbflush.h>
94 #include <asm/uaccess.h>
95
96 #include "internal.h"
97
98 /* Internal flags */
99 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
100 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
101 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
102
103 static struct kmem_cache *policy_cache;
104 static struct kmem_cache *sn_cache;
105
106 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
107    policied. */
108 enum zone_type policy_zone = 0;
109
110 /*
111  * run-time system-wide default policy => local allocation
112  */
113 struct mempolicy default_policy = {
114         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
115         .mode = MPOL_PREFERRED,
116         .flags = MPOL_F_LOCAL,
117 };
118
119 static const struct mempolicy_operations {
120         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
121         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122 } mpol_ops[MPOL_MAX];
123
124 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
125 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
126 {
127         int nd, k;
128
129         /* Check that there is something useful in this mask */
130         k = policy_zone;
131
132         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
133                 struct zone *z;
134
135                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
136                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
137                         if (z->present_pages > 0)
138                                 return 1;
139                 }
140         }
141
142         return 0;
143 }
144
145 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
146 {
147         return pol->flags & (MPOL_F_STATIC_NODES | MPOL_F_RELATIVE_NODES);
148 }
149
150 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
151                                    const nodemask_t *rel)
152 {
153         nodemask_t tmp;
154         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
155         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
156 }
157
158 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
159 {
160         if (nodes_empty(*nodes))
161                 return -EINVAL;
162         pol->v.nodes = *nodes;
163         return 0;
164 }
165
166 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
167 {
168         if (!nodes)
169                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
170         else if (nodes_empty(*nodes))
171                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
172         else
173                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
174         return 0;
175 }
176
177 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
178 {
179         if (!is_valid_nodemask(nodes))
180                 return -EINVAL;
181         pol->v.nodes = *nodes;
182         return 0;
183 }
184
185 /* Create a new policy */
186 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
187                                   nodemask_t *nodes)
188 {
189         struct mempolicy *policy;
190         nodemask_t cpuset_context_nmask;
191         int ret;
192
193         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
194                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
195
196         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
197                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
198                         return ERR_PTR(-EINVAL);
199                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
200         }
201         VM_BUG_ON(!nodes);
202
203         /*
204          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
205          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
206          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
207          */
208         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
209                 if (nodes_empty(*nodes)) {
210                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
211                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
212                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
213                         nodes = NULL;   /* flag local alloc */
214                 }
215         } else if (nodes_empty(*nodes))
216                 return ERR_PTR(-EINVAL);
217         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
218         if (!policy)
219                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
220         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
221         policy->mode = mode;
222         policy->flags = flags;
223
224         if (nodes) {
225                 /*
226                  * cpuset related setup doesn't apply to local allocation
227                  */
228                 cpuset_update_task_memory_state();
229                 if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
230                         mpol_relative_nodemask(&cpuset_context_nmask, nodes,
231                                                &cpuset_current_mems_allowed);
232                 else
233                         nodes_and(cpuset_context_nmask, *nodes,
234                                   cpuset_current_mems_allowed);
235                 if (mpol_store_user_nodemask(policy))
236                         policy->w.user_nodemask = *nodes;
237                 else
238                         policy->w.cpuset_mems_allowed =
239                                                 cpuset_mems_allowed(current);
240         }
241
242         ret = mpol_ops[mode].create(policy,
243                                 nodes ? &cpuset_context_nmask : NULL);
244         if (ret < 0) {
245                 kmem_cache_free(policy_cache, policy);
246                 return ERR_PTR(ret);
247         }
248         return policy;
249 }
250
251 /* Slow path of a mpol destructor. */
252 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
253 {
254         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
255                 return;
256         kmem_cache_free(policy_cache, p);
257 }
258
259 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
260 {
261 }
262
263 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol,
264                                  const nodemask_t *nodes)
265 {
266         nodemask_t tmp;
267
268         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
269                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
270         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
271                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
272         else {
273                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
274                             *nodes);
275                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
276         }
277
278         pol->v.nodes = tmp;
279         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
280                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
281                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
282                         current->il_next = first_node(tmp);
283                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
284                         current->il_next = numa_node_id();
285         }
286 }
287
288 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
289                                   const nodemask_t *nodes)
290 {
291         nodemask_t tmp;
292
293         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
294                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
295
296                 if (node_isset(node, *nodes)) {
297                         pol->v.preferred_node = node;
298                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
299                 } else
300                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
301         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
302                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
303                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
304         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
305                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
306                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
307                                                    *nodes);
308                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
309         }
310 }
311
312 /* Migrate a policy to a different set of nodes */
313 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol,
314                                const nodemask_t *newmask)
315 {
316         if (!pol)
317                 return;
318         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
319             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
320                 return;
321         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
322 }
323
324 /*
325  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
326  * pointer, and updates task mempolicy.
327  */
328
329 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
330 {
331         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
332 }
333
334 /*
335  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
336  *
337  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
338  */
339
340 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
341 {
342         struct vm_area_struct *vma;
343
344         down_write(&mm->mmap_sem);
345         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
346                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
347         up_write(&mm->mmap_sem);
348 }
349
350 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
351         [MPOL_DEFAULT] = {
352                 .rebind = mpol_rebind_default,
353         },
354         [MPOL_INTERLEAVE] = {
355                 .create = mpol_new_interleave,
356                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
357         },
358         [MPOL_PREFERRED] = {
359                 .create = mpol_new_preferred,
360                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
361         },
362         [MPOL_BIND] = {
363                 .create = mpol_new_bind,
364                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
365         },
366 };
367
368 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
369 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
370                                 unsigned long flags);
371
372 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
373 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
374                 unsigned long addr, unsigned long end,
375                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
376                 void *private)
377 {
378         pte_t *orig_pte;
379         pte_t *pte;
380         spinlock_t *ptl;
381
382         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
383         do {
384                 struct page *page;
385                 int nid;
386
387                 if (!pte_present(*pte))
388                         continue;
389                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
390                 if (!page)
391                         continue;
392                 /*
393                  * The check for PageReserved here is important to avoid
394                  * handling zero pages and other pages that may have been
395                  * marked special by the system.
396                  *
397                  * If the PageReserved would not be checked here then f.e.
398                  * the location of the zero page could have an influence
399                  * on MPOL_MF_STRICT, zero pages would be counted for
400                  * the per node stats, and there would be useless attempts
401                  * to put zero pages on the migration list.
402                  */
403                 if (PageReserved(page))
404                         continue;
405                 nid = page_to_nid(page);
406                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
407                         continue;
408
409                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
410                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
411                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
412                         migrate_page_add(page, private, flags);
413                 else
414                         break;
415         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
416         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
417         return addr != end;
418 }
419
420 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
421                 unsigned long addr, unsigned long end,
422                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
423                 void *private)
424 {
425         pmd_t *pmd;
426         unsigned long next;
427
428         pmd = pmd_offset(pud, addr);
429         do {
430                 next = pmd_addr_end(addr, end);
431                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
432                         continue;
433                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
434                                     flags, private))
435                         return -EIO;
436         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
437         return 0;
438 }
439
440 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
441                 unsigned long addr, unsigned long end,
442                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
443                 void *private)
444 {
445         pud_t *pud;
446         unsigned long next;
447
448         pud = pud_offset(pgd, addr);
449         do {
450                 next = pud_addr_end(addr, end);
451                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
452                         continue;
453                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
454                                     flags, private))
455                         return -EIO;
456         } while (pud++, addr = next, addr != end);
457         return 0;
458 }
459
460 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
461                 unsigned long addr, unsigned long end,
462                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
463                 void *private)
464 {
465         pgd_t *pgd;
466         unsigned long next;
467
468         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
469         do {
470                 next = pgd_addr_end(addr, end);
471                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
472                         continue;
473                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
474                                     flags, private))
475                         return -EIO;
476         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
477         return 0;
478 }
479
480 /*
481  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
482  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
483  * put them on the pagelist.
484  */
485 static struct vm_area_struct *
486 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
487                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
488 {
489         int err;
490         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
491
492         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
493
494                 err = migrate_prep();
495                 if (err)
496                         return ERR_PTR(err);
497         }
498
499         first = find_vma(mm, start);
500         if (!first)
501                 return ERR_PTR(-EFAULT);
502         prev = NULL;
503         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
504                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
505                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
506                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
507                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
508                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
509                 }
510                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
511                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
512                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
513                                 vma_migratable(vma)))) {
514                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
515
516                         if (endvma > end)
517                                 endvma = end;
518                         if (vma->vm_start > start)
519                                 start = vma->vm_start;
520                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
521                                                 flags, private);
522                         if (err) {
523                                 first = ERR_PTR(err);
524                                 break;
525                         }
526                 }
527                 prev = vma;
528         }
529         return first;
530 }
531
532 /* Apply policy to a single VMA */
533 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
534 {
535         int err = 0;
536         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
537
538         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
539                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
540                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
541                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
542
543         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
544                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
545         if (!err) {
546                 mpol_get(new);
547                 vma->vm_policy = new;
548                 mpol_put(old);
549         }
550         return err;
551 }
552
553 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
554 static int mbind_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
555                        unsigned long end, struct mempolicy *new)
556 {
557         struct vm_area_struct *next;
558         int err;
559
560         err = 0;
561         for (; vma && vma->vm_start < end; vma = next) {
562                 next = vma->vm_next;
563                 if (vma->vm_start < start)
564                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, start, 1);
565                 if (!err && vma->vm_end > end)
566                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, end, 0);
567                 if (!err)
568                         err = policy_vma(vma, new);
569                 if (err)
570                         break;
571         }
572         return err;
573 }
574
575 /*
576  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
577  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
578  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
579  *
580  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
581  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
582  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
583  *
584  * The above limitation is why this routine has the funny name
585  * mpol_fix_fork_child_flag().
586  *
587  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
588  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
589  * for use within this file.
590  */
591
592 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
593 {
594         if (p->mempolicy)
595                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
596         else
597                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
598 }
599
600 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
601 {
602         mpol_fix_fork_child_flag(current);
603 }
604
605 /* Set the process memory policy */
606 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
607                              nodemask_t *nodes)
608 {
609         struct mempolicy *new;
610         struct mm_struct *mm = current->mm;
611
612         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
613         if (IS_ERR(new))
614                 return PTR_ERR(new);
615
616         /*
617          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
618          * is using it.
619          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
620          * with no 'mm'.
621          */
622         if (mm)
623                 down_write(&mm->mmap_sem);
624         mpol_put(current->mempolicy);
625         current->mempolicy = new;
626         mpol_set_task_struct_flag();
627         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
628             nodes_weight(new->v.nodes))
629                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
630         if (mm)
631                 up_write(&mm->mmap_sem);
632
633         return 0;
634 }
635
636 /*
637  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
638  */
639 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
640 {
641         nodes_clear(*nodes);
642         if (p == &default_policy)
643                 return;
644
645         switch (p->mode) {
646         case MPOL_BIND:
647                 /* Fall through */
648         case MPOL_INTERLEAVE:
649                 *nodes = p->v.nodes;
650                 break;
651         case MPOL_PREFERRED:
652                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
653                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
654                 /* else return empty node mask for local allocation */
655                 break;
656         default:
657                 BUG();
658         }
659 }
660
661 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
662 {
663         struct page *p;
664         int err;
665
666         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
667         if (err >= 0) {
668                 err = page_to_nid(p);
669                 put_page(p);
670         }
671         return err;
672 }
673
674 /* Retrieve NUMA policy */
675 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
676                              unsigned long addr, unsigned long flags)
677 {
678         int err;
679         struct mm_struct *mm = current->mm;
680         struct vm_area_struct *vma = NULL;
681         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
682
683         cpuset_update_task_memory_state();
684         if (flags &
685                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
686                 return -EINVAL;
687
688         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
689                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
690                         return -EINVAL;
691                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
692                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
693                 return 0;
694         }
695
696         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
697                 /*
698                  * Do NOT fall back to task policy if the
699                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
700                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
701                  */
702                 down_read(&mm->mmap_sem);
703                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
704                 if (!vma) {
705                         up_read(&mm->mmap_sem);
706                         return -EFAULT;
707                 }
708                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
709                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
710                 else
711                         pol = vma->vm_policy;
712         } else if (addr)
713                 return -EINVAL;
714
715         if (!pol)
716                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
717
718         if (flags & MPOL_F_NODE) {
719                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
720                         err = lookup_node(mm, addr);
721                         if (err < 0)
722                                 goto out;
723                         *policy = err;
724                 } else if (pol == current->mempolicy &&
725                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
726                         *policy = current->il_next;
727                 } else {
728                         err = -EINVAL;
729                         goto out;
730                 }
731         } else {
732                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
733                                                 pol->mode;
734                 /*
735                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
736                  * the policy to userspace.
737                  */
738                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
739         }
740
741         if (vma) {
742                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
743                 vma = NULL;
744         }
745
746         err = 0;
747         if (nmask)
748                 get_policy_nodemask(pol, nmask);
749
750  out:
751         mpol_cond_put(pol);
752         if (vma)
753                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
754         return err;
755 }
756
757 #ifdef CONFIG_MIGRATION
758 /*
759  * page migration
760  */
761 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
762                                 unsigned long flags)
763 {
764         /*
765          * Avoid migrating a page that is shared with others.
766          */
767         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
768                 if (!isolate_lru_page(page)) {
769                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
770                 }
771         }
772 }
773
774 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
775 {
776         return alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
777 }
778
779 /*
780  * Migrate pages from one node to a target node.
781  * Returns error or the number of pages not migrated.
782  */
783 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
784                            int flags)
785 {
786         nodemask_t nmask;
787         LIST_HEAD(pagelist);
788         int err = 0;
789
790         nodes_clear(nmask);
791         node_set(source, nmask);
792
793         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, TASK_SIZE, &nmask,
794                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
795
796         if (!list_empty(&pagelist))
797                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest);
798
799         return err;
800 }
801
802 /*
803  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
804  * layout as much as possible.
805  *
806  * Returns the number of page that could not be moved.
807  */
808 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
809         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
810 {
811         int busy = 0;
812         int err = 0;
813         nodemask_t tmp;
814
815         down_read(&mm->mmap_sem);
816
817         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
818         if (err)
819                 goto out;
820
821 /*
822  * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
823  * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
824  * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
825  * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
826  *
827  * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
828  * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
829  * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
830  * that will be migrating to itself, so no pages need move.
831  *
832  * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
833  * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
834  * (nothing left to migrate).
835  *
836  * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
837  * if possible the dest node is not already occupied by some other
838  * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
839  * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
840  * before migrating outgoing memory source that same node.
841  *
842  * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
843  * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
844  * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
845  * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
846  * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
847  * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
848  * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
849  * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
850  */
851
852         tmp = *from_nodes;
853         while (!nodes_empty(tmp)) {
854                 int s,d;
855                 int source = -1;
856                 int dest = 0;
857
858                 for_each_node_mask(s, tmp) {
859                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
860                         if (s == d)
861                                 continue;
862
863                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
864                         dest = d;
865
866                         /* dest not in remaining from nodes? */
867                         if (!node_isset(dest, tmp))
868                                 break;
869                 }
870                 if (source == -1)
871                         break;
872
873                 node_clear(source, tmp);
874                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
875                 if (err > 0)
876                         busy += err;
877                 if (err < 0)
878                         break;
879         }
880 out:
881         up_read(&mm->mmap_sem);
882         if (err < 0)
883                 return err;
884         return busy;
885
886 }
887
888 /*
889  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
890  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
891  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
892  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
893  * is in virtual address order.
894  */
895 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
896 {
897         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
898         unsigned long uninitialized_var(address);
899
900         while (vma) {
901                 address = page_address_in_vma(page, vma);
902                 if (address != -EFAULT)
903                         break;
904                 vma = vma->vm_next;
905         }
906
907         /*
908          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
909          */
910         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
911 }
912 #else
913
914 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
915                                 unsigned long flags)
916 {
917 }
918
919 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
920         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
921 {
922         return -ENOSYS;
923 }
924
925 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
926 {
927         return NULL;
928 }
929 #endif
930
931 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
932                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
933                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
934 {
935         struct vm_area_struct *vma;
936         struct mm_struct *mm = current->mm;
937         struct mempolicy *new;
938         unsigned long end;
939         int err;
940         LIST_HEAD(pagelist);
941
942         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
943                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
944                 return -EINVAL;
945         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
946                 return -EPERM;
947
948         if (start & ~PAGE_MASK)
949                 return -EINVAL;
950
951         if (mode == MPOL_DEFAULT)
952                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
953
954         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
955         end = start + len;
956
957         if (end < start)
958                 return -EINVAL;
959         if (end == start)
960                 return 0;
961
962         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
963         if (IS_ERR(new))
964                 return PTR_ERR(new);
965
966         /*
967          * If we are using the default policy then operation
968          * on discontinuous address spaces is okay after all
969          */
970         if (!new)
971                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
972
973         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
974                  start, start + len, mode, mode_flags,
975                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
976
977         down_write(&mm->mmap_sem);
978         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
979                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
980
981         err = PTR_ERR(vma);
982         if (!IS_ERR(vma)) {
983                 int nr_failed = 0;
984
985                 err = mbind_range(vma, start, end, new);
986
987                 if (!list_empty(&pagelist))
988                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
989                                                 (unsigned long)vma);
990
991                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
992                         err = -EIO;
993         }
994
995         up_write(&mm->mmap_sem);
996         mpol_put(new);
997         return err;
998 }
999
1000 /*
1001  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1002  */
1003
1004 /* Copy a node mask from user space. */
1005 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1006                      unsigned long maxnode)
1007 {
1008         unsigned long k;
1009         unsigned long nlongs;
1010         unsigned long endmask;
1011
1012         --maxnode;
1013         nodes_clear(*nodes);
1014         if (maxnode == 0 || !nmask)
1015                 return 0;
1016         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1017                 return -EINVAL;
1018
1019         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1020         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1021                 endmask = ~0UL;
1022         else
1023                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1024
1025         /* When the user specified more nodes than supported just check
1026            if the non supported part is all zero. */
1027         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1028                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1029                         return -EINVAL;
1030                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1031                         unsigned long t;
1032                         if (get_user(t, nmask + k))
1033                                 return -EFAULT;
1034                         if (k == nlongs - 1) {
1035                                 if (t & endmask)
1036                                         return -EINVAL;
1037                         } else if (t)
1038                                 return -EINVAL;
1039                 }
1040                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1041                 endmask = ~0UL;
1042         }
1043
1044         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1045                 return -EFAULT;
1046         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1047         return 0;
1048 }
1049
1050 /* Copy a kernel node mask to user space */
1051 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1052                               nodemask_t *nodes)
1053 {
1054         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1055         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1056
1057         if (copy > nbytes) {
1058                 if (copy > PAGE_SIZE)
1059                         return -EINVAL;
1060                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1061                         return -EFAULT;
1062                 copy = nbytes;
1063         }
1064         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1065 }
1066
1067 asmlinkage long sys_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1068                         unsigned long mode,
1069                         unsigned long __user *nmask, unsigned long maxnode,
1070                         unsigned flags)
1071 {
1072         nodemask_t nodes;
1073         int err;
1074         unsigned short mode_flags;
1075
1076         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1077         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1078         if (mode >= MPOL_MAX)
1079                 return -EINVAL;
1080         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1081             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1082                 return -EINVAL;
1083         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1084         if (err)
1085                 return err;
1086         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1087 }
1088
1089 /* Set the process memory policy */
1090 asmlinkage long sys_set_mempolicy(int mode, unsigned long __user *nmask,
1091                 unsigned long maxnode)
1092 {
1093         int err;
1094         nodemask_t nodes;
1095         unsigned short flags;
1096
1097         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1098         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1099         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1100                 return -EINVAL;
1101         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1102                 return -EINVAL;
1103         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1104         if (err)
1105                 return err;
1106         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1107 }
1108
1109 asmlinkage long sys_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1110                 const unsigned long __user *old_nodes,
1111                 const unsigned long __user *new_nodes)
1112 {
1113         struct mm_struct *mm;
1114         struct task_struct *task;
1115         nodemask_t old;
1116         nodemask_t new;
1117         nodemask_t task_nodes;
1118         int err;
1119
1120         err = get_nodes(&old, old_nodes, maxnode);
1121         if (err)
1122                 return err;
1123
1124         err = get_nodes(&new, new_nodes, maxnode);
1125         if (err)
1126                 return err;
1127
1128         /* Find the mm_struct */
1129         read_lock(&tasklist_lock);
1130         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1131         if (!task) {
1132                 read_unlock(&tasklist_lock);
1133                 return -ESRCH;
1134         }
1135         mm = get_task_mm(task);
1136         read_unlock(&tasklist_lock);
1137
1138         if (!mm)
1139                 return -EINVAL;
1140
1141         /*
1142          * Check if this process has the right to modify the specified
1143          * process. The right exists if the process has administrative
1144          * capabilities, superuser privileges or the same
1145          * userid as the target process.
1146          */
1147         if ((current->euid != task->suid) && (current->euid != task->uid) &&
1148             (current->uid != task->suid) && (current->uid != task->uid) &&
1149             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1150                 err = -EPERM;
1151                 goto out;
1152         }
1153
1154         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1155         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1156         if (!nodes_subset(new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1157                 err = -EPERM;
1158                 goto out;
1159         }
1160
1161         if (!nodes_subset(new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1162                 err = -EINVAL;
1163                 goto out;
1164         }
1165
1166         err = security_task_movememory(task);
1167         if (err)
1168                 goto out;
1169
1170         err = do_migrate_pages(mm, &old, &new,
1171                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1172 out:
1173         mmput(mm);
1174         return err;
1175 }
1176
1177
1178 /* Retrieve NUMA policy */
1179 asmlinkage long sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1180                                 unsigned long __user *nmask,
1181                                 unsigned long maxnode,
1182                                 unsigned long addr, unsigned long flags)
1183 {
1184         int err;
1185         int uninitialized_var(pval);
1186         nodemask_t nodes;
1187
1188         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1189                 return -EINVAL;
1190
1191         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1192
1193         if (err)
1194                 return err;
1195
1196         if (policy && put_user(pval, policy))
1197                 return -EFAULT;
1198
1199         if (nmask)
1200                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1201
1202         return err;
1203 }
1204
1205 #ifdef CONFIG_COMPAT
1206
1207 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1208                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1209                                      compat_ulong_t maxnode,
1210                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1211 {
1212         long err;
1213         unsigned long __user *nm = NULL;
1214         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1215         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1216
1217         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1218         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1219
1220         if (nmask)
1221                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1222
1223         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1224
1225         if (!err && nmask) {
1226                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1227                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1228                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1229                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1230         }
1231
1232         return err;
1233 }
1234
1235 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1236                                      compat_ulong_t maxnode)
1237 {
1238         long err = 0;
1239         unsigned long __user *nm = NULL;
1240         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1241         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1242
1243         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1244         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1245
1246         if (nmask) {
1247                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1248                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1249                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1250         }
1251
1252         if (err)
1253                 return -EFAULT;
1254
1255         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1256 }
1257
1258 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1259                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1260                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1261 {
1262         long err = 0;
1263         unsigned long __user *nm = NULL;
1264         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1265         nodemask_t bm;
1266
1267         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1268         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1269
1270         if (nmask) {
1271                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1272                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1273                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1274         }
1275
1276         if (err)
1277                 return -EFAULT;
1278
1279         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1280 }
1281
1282 #endif
1283
1284 /*
1285  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1286  * @task - task for fallback if vma policy == default
1287  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1288  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1289  *
1290  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1291  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1292  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1293  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1294  * the caller.
1295  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1296  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1297  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1298  * extra reference for shared policies.
1299  */
1300 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1301                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1302 {
1303         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1304
1305         if (vma) {
1306                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1307                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1308                                                                         addr);
1309                         if (vpol)
1310                                 pol = vpol;
1311                 } else if (vma->vm_policy)
1312                         pol = vma->vm_policy;
1313         }
1314         if (!pol)
1315                 pol = &default_policy;
1316         return pol;
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1321  * page allocation
1322  */
1323 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1324 {
1325         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1326         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1327                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1328                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1329                 return &policy->v.nodes;
1330
1331         return NULL;
1332 }
1333
1334 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1335 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1336 {
1337         int nd = numa_node_id();
1338
1339         switch (policy->mode) {
1340         case MPOL_PREFERRED:
1341                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1342                         nd = policy->v.preferred_node;
1343                 break;
1344         case MPOL_BIND:
1345                 /*
1346                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1347                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1348                  * current node is part of the mask, we use the zonelist for
1349                  * the first node in the mask instead.
1350                  */
1351                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1352                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1353                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1354                 break;
1355         case MPOL_INTERLEAVE: /* should not happen */
1356                 break;
1357         default:
1358                 BUG();
1359         }
1360         return node_zonelist(nd, gfp);
1361 }
1362
1363 /* Do dynamic interleaving for a process */
1364 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1365 {
1366         unsigned nid, next;
1367         struct task_struct *me = current;
1368
1369         nid = me->il_next;
1370         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1371         if (next >= MAX_NUMNODES)
1372                 next = first_node(policy->v.nodes);
1373         if (next < MAX_NUMNODES)
1374                 me->il_next = next;
1375         return nid;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1380  * next slab entry.
1381  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1382  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1383  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1384  * such protection.
1385  */
1386 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1387 {
1388         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1389                 return numa_node_id();
1390
1391         switch (policy->mode) {
1392         case MPOL_PREFERRED:
1393                 /*
1394                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1395                  */
1396                 return policy->v.preferred_node;
1397
1398         case MPOL_INTERLEAVE:
1399                 return interleave_nodes(policy);
1400
1401         case MPOL_BIND: {
1402                 /*
1403                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1404                  * first node.
1405                  */
1406                 struct zonelist *zonelist;
1407                 struct zone *zone;
1408                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1409                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1410                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1411                                                         &policy->v.nodes,
1412                                                         &zone);
1413                 return zone->node;
1414         }
1415
1416         default:
1417                 BUG();
1418         }
1419 }
1420
1421 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1422 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1423                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1424 {
1425         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1426         unsigned target;
1427         int c;
1428         int nid = -1;
1429
1430         if (!nnodes)
1431                 return numa_node_id();
1432         target = (unsigned int)off % nnodes;
1433         c = 0;
1434         do {
1435                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1436                 c++;
1437         } while (c <= target);
1438         return nid;
1439 }
1440
1441 /* Determine a node number for interleave */
1442 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1443                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1444 {
1445         if (vma) {
1446                 unsigned long off;
1447
1448                 /*
1449                  * for small pages, there is no difference between
1450                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1451                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1452                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1453                  * a useful offset.
1454                  */
1455                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1456                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1457                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1458                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1459         } else
1460                 return interleave_nodes(pol);
1461 }
1462
1463 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1464 /*
1465  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1466  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1467  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1468  * @gfp_flags = for requested zone
1469  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1470  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1471  *
1472  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1473  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1474  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1475  * @nodemask for filtering the zonelist.
1476  */
1477 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1478                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1479                                 nodemask_t **nodemask)
1480 {
1481         struct zonelist *zl;
1482
1483         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1484         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1485
1486         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1487                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1488                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1489         } else {
1490                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol);
1491                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1492                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1493         }
1494         return zl;
1495 }
1496 #endif
1497
1498 /* Allocate a page in interleaved policy.
1499    Own path because it needs to do special accounting. */
1500 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1501                                         unsigned nid)
1502 {
1503         struct zonelist *zl;
1504         struct page *page;
1505
1506         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1507         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1508         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1509                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1510         return page;
1511 }
1512
1513 /**
1514  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1515  *
1516  *      @gfp:
1517  *      %GFP_USER    user allocation.
1518  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1519  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1520  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1521  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1522  *
1523  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1524  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1525  *
1526  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1527  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1528  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1529  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1530  *      all allocations for pages that will be mapped into
1531  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1532  *
1533  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1534  */
1535 struct page *
1536 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1537 {
1538         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1539         struct zonelist *zl;
1540
1541         cpuset_update_task_memory_state();
1542
1543         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1544                 unsigned nid;
1545
1546                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1547                 mpol_cond_put(pol);
1548                 return alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1549         }
1550         zl = policy_zonelist(gfp, pol);
1551         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1552                 /*
1553                  * slow path: ref counted shared policy
1554                  */
1555                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, 0,
1556                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1557                 __mpol_put(pol);
1558                 return page;
1559         }
1560         /*
1561          * fast path:  default or task policy
1562          */
1563         return __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1564 }
1565
1566 /**
1567  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1568  *
1569  *      @gfp:
1570  *              %GFP_USER   user allocation,
1571  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1572  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1573  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1574  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1575  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1576  *
1577  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1578  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1579  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1580  *
1581  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1582  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1583  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1584  */
1585 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1586 {
1587         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1588
1589         if ((gfp & __GFP_WAIT) && !in_interrupt())
1590                 cpuset_update_task_memory_state();
1591         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1592                 pol = &default_policy;
1593
1594         /*
1595          * No reference counting needed for current->mempolicy
1596          * nor system default_policy
1597          */
1598         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1599                 return alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1600         return __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1601                         policy_zonelist(gfp, pol), policy_nodemask(gfp, pol));
1602 }
1603 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1604
1605 /*
1606  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1607  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1608  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1609  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1610  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1611  */
1612
1613 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1614 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1615 {
1616         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1617
1618         if (!new)
1619                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1620         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1621                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1622                 mpol_rebind_policy(old, &mems);
1623         }
1624         *new = *old;
1625         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1626         return new;
1627 }
1628
1629 /*
1630  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1631  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1632  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1633  * after return.  Use the returned value.
1634  *
1635  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1636  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1637  * shmem_readahead needs this.
1638  */
1639 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1640                                                 struct mempolicy *frompol)
1641 {
1642         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1643                 return frompol;
1644
1645         *tompol = *frompol;
1646         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1647         __mpol_put(frompol);
1648         return tompol;
1649 }
1650
1651 static int mpol_match_intent(const struct mempolicy *a,
1652                              const struct mempolicy *b)
1653 {
1654         if (a->flags != b->flags)
1655                 return 0;
1656         if (!mpol_store_user_nodemask(a))
1657                 return 1;
1658         return nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask);
1659 }
1660
1661 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1662 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1663 {
1664         if (!a || !b)
1665                 return 0;
1666         if (a->mode != b->mode)
1667                 return 0;
1668         if (a->mode != MPOL_DEFAULT && !mpol_match_intent(a, b))
1669                 return 0;
1670         switch (a->mode) {
1671         case MPOL_BIND:
1672                 /* Fall through */
1673         case MPOL_INTERLEAVE:
1674                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1675         case MPOL_PREFERRED:
1676                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node &&
1677                         a->flags == b->flags;
1678         default:
1679                 BUG();
1680                 return 0;
1681         }
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Shared memory backing store policy support.
1686  *
1687  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1688  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1689  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1690  * for any accesses to the tree.
1691  */
1692
1693 /* lookup first element intersecting start-end */
1694 /* Caller holds sp->lock */
1695 static struct sp_node *
1696 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1697 {
1698         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
1699
1700         while (n) {
1701                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1702
1703                 if (start >= p->end)
1704                         n = n->rb_right;
1705                 else if (end <= p->start)
1706                         n = n->rb_left;
1707                 else
1708                         break;
1709         }
1710         if (!n)
1711                 return NULL;
1712         for (;;) {
1713                 struct sp_node *w = NULL;
1714                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
1715                 if (!prev)
1716                         break;
1717                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
1718                 if (w->end <= start)
1719                         break;
1720                 n = prev;
1721         }
1722         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1723 }
1724
1725 /* Insert a new shared policy into the list. */
1726 /* Caller holds sp->lock */
1727 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
1728 {
1729         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
1730         struct rb_node *parent = NULL;
1731         struct sp_node *nd;
1732
1733         while (*p) {
1734                 parent = *p;
1735                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
1736                 if (new->start < nd->start)
1737                         p = &(*p)->rb_left;
1738                 else if (new->end > nd->end)
1739                         p = &(*p)->rb_right;
1740                 else
1741                         BUG();
1742         }
1743         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
1744         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
1745         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
1746                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
1747 }
1748
1749 /* Find shared policy intersecting idx */
1750 struct mempolicy *
1751 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
1752 {
1753         struct mempolicy *pol = NULL;
1754         struct sp_node *sn;
1755
1756         if (!sp->root.rb_node)
1757                 return NULL;
1758         spin_lock(&sp->lock);
1759         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
1760         if (sn) {
1761                 mpol_get(sn->policy);
1762                 pol = sn->policy;
1763         }
1764         spin_unlock(&sp->lock);
1765         return pol;
1766 }
1767
1768 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
1769 {
1770         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
1771         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
1772         mpol_put(n->policy);
1773         kmem_cache_free(sn_cache, n);
1774 }
1775
1776 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
1777                                 struct mempolicy *pol)
1778 {
1779         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
1780
1781         if (!n)
1782                 return NULL;
1783         n->start = start;
1784         n->end = end;
1785         mpol_get(pol);
1786         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
1787         n->policy = pol;
1788         return n;
1789 }
1790
1791 /* Replace a policy range. */
1792 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
1793                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
1794 {
1795         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
1796
1797 restart:
1798         spin_lock(&sp->lock);
1799         n = sp_lookup(sp, start, end);
1800         /* Take care of old policies in the same range. */
1801         while (n && n->start < end) {
1802                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
1803                 if (n->start >= start) {
1804                         if (n->end <= end)
1805                                 sp_delete(sp, n);
1806                         else
1807                                 n->start = end;
1808                 } else {
1809                         /* Old policy spanning whole new range. */
1810                         if (n->end > end) {
1811                                 if (!new2) {
1812                                         spin_unlock(&sp->lock);
1813                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
1814                                         if (!new2)
1815                                                 return -ENOMEM;
1816                                         goto restart;
1817                                 }
1818                                 n->end = start;
1819                                 sp_insert(sp, new2);
1820                                 new2 = NULL;
1821                                 break;
1822                         } else
1823                                 n->end = start;
1824                 }
1825                 if (!next)
1826                         break;
1827                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
1828         }
1829         if (new)
1830                 sp_insert(sp, new);
1831         spin_unlock(&sp->lock);
1832         if (new2) {
1833                 mpol_put(new2->policy);
1834                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
1835         }
1836         return 0;
1837 }
1838
1839 /**
1840  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
1841  * @sp: pointer to inode shared policy
1842  * @mpol:  struct mempolicy to install
1843  *
1844  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
1845  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
1846  * This must be released on exit.
1847  */
1848 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
1849 {
1850         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
1851         spin_lock_init(&sp->lock);
1852
1853         if (mpol) {
1854                 struct vm_area_struct pvma;
1855                 struct mempolicy *new;
1856
1857                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
1858                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
1859                 mpol_put(mpol); /* drop our ref on sb mpol */
1860                 if (IS_ERR(new))
1861                         return;         /* no valid nodemask intersection */
1862
1863                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
1864                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
1865                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
1866                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
1867                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
1868         }
1869 }
1870
1871 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
1872                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
1873 {
1874         int err;
1875         struct sp_node *new = NULL;
1876         unsigned long sz = vma_pages(vma);
1877
1878         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
1879                  vma->vm_pgoff,
1880                  sz, npol ? npol->mode : -1,
1881                  npol ? npol->flags : -1,
1882                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
1883
1884         if (npol) {
1885                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
1886                 if (!new)
1887                         return -ENOMEM;
1888         }
1889         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
1890         if (err && new)
1891                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
1892         return err;
1893 }
1894
1895 /* Free a backing policy store on inode delete. */
1896 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
1897 {
1898         struct sp_node *n;
1899         struct rb_node *next;
1900
1901         if (!p->root.rb_node)
1902                 return;
1903         spin_lock(&p->lock);
1904         next = rb_first(&p->root);
1905         while (next) {
1906                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
1907                 next = rb_next(&n->nd);
1908                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
1909                 mpol_put(n->policy);
1910                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
1911         }
1912         spin_unlock(&p->lock);
1913 }
1914
1915 /* assumes fs == KERNEL_DS */
1916 void __init numa_policy_init(void)
1917 {
1918         nodemask_t interleave_nodes;
1919         unsigned long largest = 0;
1920         int nid, prefer = 0;
1921
1922         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
1923                                          sizeof(struct mempolicy),
1924                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
1925
1926         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
1927                                      sizeof(struct sp_node),
1928                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
1929
1930         /*
1931          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
1932          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
1933          * fall back to the largest node if they're all smaller.
1934          */
1935         nodes_clear(interleave_nodes);
1936         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1937                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
1938
1939                 /* Preserve the largest node */
1940                 if (largest < total_pages) {
1941                         largest = total_pages;
1942                         prefer = nid;
1943                 }
1944
1945                 /* Interleave this node? */
1946                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
1947                         node_set(nid, interleave_nodes);
1948         }
1949
1950         /* All too small, use the largest */
1951         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
1952                 node_set(prefer, interleave_nodes);
1953
1954         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
1955                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
1956 }
1957
1958 /* Reset policy of current process to default */
1959 void numa_default_policy(void)
1960 {
1961         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
1962 }
1963
1964 /*
1965  * Parse and format mempolicy from/to strings
1966  */
1967
1968 /*
1969  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
1970  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
1971  */
1972 #define MPOL_LOCAL (MPOL_INTERLEAVE + 1)
1973 static const char * const policy_types[] =
1974         { "default", "prefer", "bind", "interleave", "local" };
1975
1976
1977 #ifdef CONFIG_TMPFS
1978 /**
1979  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
1980  * @str:  string containing mempolicy to parse
1981  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
1982  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
1983  *
1984  * Format of input:
1985  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
1986  *
1987  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
1988  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
1989  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
1990  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
1991  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
1992  * it again is redundant, but safe.
1993  *
1994  * On success, returns 0, else 1
1995  */
1996 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
1997 {
1998         struct mempolicy *new = NULL;
1999         unsigned short uninitialized_var(mode);
2000         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2001         nodemask_t nodes;
2002         char *nodelist = strchr(str, ':');
2003         char *flags = strchr(str, '=');
2004         int i;
2005         int err = 1;
2006
2007         if (nodelist) {
2008                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2009                 *nodelist++ = '\0';
2010                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2011                         goto out;
2012                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2013                         goto out;
2014         } else
2015                 nodes_clear(nodes);
2016
2017         if (flags)
2018                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2019
2020         for (i = 0; i <= MPOL_LOCAL; i++) {
2021                 if (!strcmp(str, policy_types[i])) {
2022                         mode = i;
2023                         break;
2024                 }
2025         }
2026         if (i > MPOL_LOCAL)
2027                 goto out;
2028
2029         switch (mode) {
2030         case MPOL_PREFERRED:
2031                 /*
2032                  * Insist on a nodelist of one node only
2033                  */
2034                 if (nodelist) {
2035                         char *rest = nodelist;
2036                         while (isdigit(*rest))
2037                                 rest++;
2038                         if (!*rest)
2039                                 err = 0;
2040                 }
2041                 break;
2042         case MPOL_INTERLEAVE:
2043                 /*
2044                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2045                  */
2046                 if (!nodelist)
2047                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2048                 err = 0;
2049                 break;
2050         case MPOL_LOCAL:
2051                 /*
2052                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2053                  */
2054                 if (nodelist)
2055                         goto out;
2056                 mode = MPOL_PREFERRED;
2057                 break;
2058
2059         /*
2060          * case MPOL_BIND:    mpol_new() enforces non-empty nodemask.
2061          * case MPOL_DEFAULT: mpol_new() enforces empty nodemask, ignores flags.
2062          */
2063         }
2064
2065         mode_flags = 0;
2066         if (flags) {
2067                 /*
2068                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2069                  * mode flags.
2070                  */
2071                 if (!strcmp(flags, "static"))
2072                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2073                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2074                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2075                 else
2076                         err = 1;
2077         }
2078
2079         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2080         if (IS_ERR(new))
2081                 err = 1;
2082         else if (no_context)
2083                 new->w.user_nodemask = nodes;   /* save for contextualization */
2084
2085 out:
2086         /* Restore string for error message */
2087         if (nodelist)
2088                 *--nodelist = ':';
2089         if (flags)
2090                 *--flags = '=';
2091         if (!err)
2092                 *mpol = new;
2093         return err;
2094 }
2095 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2096
2097 /**
2098  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2099  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2100  * @maxlen:  length of @buffer
2101  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2102  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2103  *
2104  * Convert a mempolicy into a string.
2105  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2106  * or an error (negative)
2107  */
2108 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2109 {
2110         char *p = buffer;
2111         int l;
2112         nodemask_t nodes;
2113         unsigned short mode;
2114         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2115
2116         /*
2117          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2118          */
2119         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2120
2121         if (!pol || pol == &default_policy)
2122                 mode = MPOL_DEFAULT;
2123         else
2124                 mode = pol->mode;
2125
2126         switch (mode) {
2127         case MPOL_DEFAULT:
2128                 nodes_clear(nodes);
2129                 break;
2130
2131         case MPOL_PREFERRED:
2132                 nodes_clear(nodes);
2133                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2134                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2135                 else
2136                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2137                 break;
2138
2139         case MPOL_BIND:
2140                 /* Fall through */
2141         case MPOL_INTERLEAVE:
2142                 if (no_context)
2143                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2144                 else
2145                         nodes = pol->v.nodes;
2146                 break;
2147
2148         default:
2149                 BUG();
2150         }
2151
2152         l = strlen(policy_types[mode]);
2153         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2154                 return -ENOSPC;
2155
2156         strcpy(p, policy_types[mode]);
2157         p += l;
2158
2159         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2160                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2161                         return -ENOSPC;
2162                 *p++ = '=';
2163
2164                 /*
2165                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2166                  */
2167                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2168                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2169                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2170                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2171         }
2172
2173         if (!nodes_empty(nodes)) {
2174                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2175                         return -ENOSPC;
2176                 *p++ = ':';
2177                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2178         }
2179         return p - buffer;
2180 }
2181
2182 struct numa_maps {
2183         unsigned long pages;
2184         unsigned long anon;
2185         unsigned long active;
2186         unsigned long writeback;
2187         unsigned long mapcount_max;
2188         unsigned long dirty;
2189         unsigned long swapcache;
2190         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
2191 };
2192
2193 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
2194 {
2195         struct numa_maps *md = private;
2196         int count = page_mapcount(page);
2197
2198         md->pages++;
2199         if (pte_dirty || PageDirty(page))
2200                 md->dirty++;
2201
2202         if (PageSwapCache(page))
2203                 md->swapcache++;
2204
2205         if (PageActive(page))
2206                 md->active++;
2207
2208         if (PageWriteback(page))
2209                 md->writeback++;
2210
2211         if (PageAnon(page))
2212                 md->anon++;
2213
2214         if (count > md->mapcount_max)
2215                 md->mapcount_max = count;
2216
2217         md->node[page_to_nid(page)]++;
2218 }
2219
2220 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2221 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2222                 unsigned long start, unsigned long end,
2223                 struct numa_maps *md)
2224 {
2225         unsigned long addr;
2226         struct page *page;
2227         struct hstate *h = hstate_vma(vma);
2228         unsigned long sz = huge_page_size(h);
2229
2230         for (addr = start; addr < end; addr += sz) {
2231                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm,
2232                                                 addr & huge_page_mask(h));
2233                 pte_t pte;
2234
2235                 if (!ptep)
2236                         continue;
2237
2238                 pte = *ptep;
2239                 if (pte_none(pte))
2240                         continue;
2241
2242                 page = pte_page(pte);
2243                 if (!page)
2244                         continue;
2245
2246                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
2247         }
2248 }
2249 #else
2250 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2251                 unsigned long start, unsigned long end,
2252                 struct numa_maps *md)
2253 {
2254 }
2255 #endif
2256
2257 /*
2258  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
2259  */
2260 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
2261 {
2262         struct proc_maps_private *priv = m->private;
2263         struct vm_area_struct *vma = v;
2264         struct numa_maps *md;
2265         struct file *file = vma->vm_file;
2266         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2267         struct mempolicy *pol;
2268         int n;
2269         char buffer[50];
2270
2271         if (!mm)
2272                 return 0;
2273
2274         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
2275         if (!md)
2276                 return 0;
2277
2278         pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
2279         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
2280         mpol_cond_put(pol);
2281
2282         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
2283
2284         if (file) {
2285                 seq_printf(m, " file=");
2286                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
2287         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
2288                 seq_printf(m, " heap");
2289         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
2290                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
2291                 seq_printf(m, " stack");
2292         }
2293
2294         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
2295                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
2296                 seq_printf(m, " huge");
2297         } else {
2298                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
2299                         &node_states[N_HIGH_MEMORY], MPOL_MF_STATS, md);
2300         }
2301
2302         if (!md->pages)
2303                 goto out;
2304
2305         if (md->anon)
2306                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
2307
2308         if (md->dirty)
2309                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
2310
2311         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
2312                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
2313
2314         if (md->mapcount_max > 1)
2315                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
2316
2317         if (md->swapcache)
2318                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
2319
2320         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
2321                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
2322
2323         if (md->writeback)
2324                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
2325
2326         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
2327                 if (md->node[n])
2328                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
2329 out:
2330         seq_putc(m, '\n');
2331         kfree(md);
2332
2333         if (m->count < m->size)
2334                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
2335         return 0;
2336 }