mm: vmscan: fix force-scanning small targets without swap
[linux-2.6.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/module.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96 #include <linux/random.h>
97
98 #include "internal.h"
99
100 /* Internal flags */
101 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
102 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
461                                 unsigned long flags);
462
463 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
464 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
465                 unsigned long addr, unsigned long end,
466                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
467                 void *private)
468 {
469         pte_t *orig_pte;
470         pte_t *pte;
471         spinlock_t *ptl;
472
473         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
474         do {
475                 struct page *page;
476                 int nid;
477
478                 if (!pte_present(*pte))
479                         continue;
480                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
481                 if (!page)
482                         continue;
483                 /*
484                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
485                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
486                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
487                  */
488                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
489                         continue;
490                 nid = page_to_nid(page);
491                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
492                         continue;
493
494                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
495                         migrate_page_add(page, private, flags);
496                 else
497                         break;
498         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
499         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
500         return addr != end;
501 }
502
503 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
504                 unsigned long addr, unsigned long end,
505                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
506                 void *private)
507 {
508         pmd_t *pmd;
509         unsigned long next;
510
511         pmd = pmd_offset(pud, addr);
512         do {
513                 next = pmd_addr_end(addr, end);
514                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
515                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
516                         continue;
517                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
518                                     flags, private))
519                         return -EIO;
520         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
521         return 0;
522 }
523
524 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
525                 unsigned long addr, unsigned long end,
526                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
527                 void *private)
528 {
529         pud_t *pud;
530         unsigned long next;
531
532         pud = pud_offset(pgd, addr);
533         do {
534                 next = pud_addr_end(addr, end);
535                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
536                         continue;
537                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
538                                     flags, private))
539                         return -EIO;
540         } while (pud++, addr = next, addr != end);
541         return 0;
542 }
543
544 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
545                 unsigned long addr, unsigned long end,
546                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
547                 void *private)
548 {
549         pgd_t *pgd;
550         unsigned long next;
551
552         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
553         do {
554                 next = pgd_addr_end(addr, end);
555                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
556                         continue;
557                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
558                                     flags, private))
559                         return -EIO;
560         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
566  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
567  * put them on the pagelist.
568  */
569 static struct vm_area_struct *
570 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
571                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
572 {
573         int err;
574         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
575
576
577         first = find_vma(mm, start);
578         if (!first)
579                 return ERR_PTR(-EFAULT);
580         prev = NULL;
581         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
582                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
583                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
584                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
585                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                 }
588                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
589                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
590                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
591                                 vma_migratable(vma)))) {
592                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
593
594                         if (endvma > end)
595                                 endvma = end;
596                         if (vma->vm_start > start)
597                                 start = vma->vm_start;
598                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
599                                                 flags, private);
600                         if (err) {
601                                 first = ERR_PTR(err);
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 prev = vma;
606         }
607         return first;
608 }
609
610 /* Apply policy to a single VMA */
611 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
612 {
613         int err = 0;
614         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
615
616         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
617                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
618                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
619                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
620
621         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
622                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
623         if (!err) {
624                 mpol_get(new);
625                 vma->vm_policy = new;
626                 mpol_put(old);
627         }
628         return err;
629 }
630
631 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
632 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
633                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
634 {
635         struct vm_area_struct *next;
636         struct vm_area_struct *prev;
637         struct vm_area_struct *vma;
638         int err = 0;
639         unsigned long vmstart;
640         unsigned long vmend;
641
642         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
643         if (!vma || vma->vm_start > start)
644                 return -EFAULT;
645
646         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
647                 next = vma->vm_next;
648                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
649                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
650
651                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
652                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, vma->vm_pgoff,
653                                   new_pol);
654                 if (prev) {
655                         vma = prev;
656                         next = vma->vm_next;
657                         continue;
658                 }
659                 if (vma->vm_start != vmstart) {
660                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
661                         if (err)
662                                 goto out;
663                 }
664                 if (vma->vm_end != vmend) {
665                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
666                         if (err)
667                                 goto out;
668                 }
669                 err = policy_vma(vma, new_pol);
670                 if (err)
671                         goto out;
672         }
673
674  out:
675         return err;
676 }
677
678 /*
679  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
680  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
681  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
682  *
683  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
684  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
685  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
686  *
687  * The above limitation is why this routine has the funny name
688  * mpol_fix_fork_child_flag().
689  *
690  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
691  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
692  * for use within this file.
693  */
694
695 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
696 {
697         if (p->mempolicy)
698                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
699         else
700                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
701 }
702
703 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
704 {
705         mpol_fix_fork_child_flag(current);
706 }
707
708 /* Set the process memory policy */
709 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
710                              nodemask_t *nodes)
711 {
712         struct mempolicy *new, *old;
713         struct mm_struct *mm = current->mm;
714         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
715         int ret;
716
717         if (!scratch)
718                 return -ENOMEM;
719
720         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
721         if (IS_ERR(new)) {
722                 ret = PTR_ERR(new);
723                 goto out;
724         }
725         /*
726          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
727          * is using it.
728          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
729          * with no 'mm'.
730          */
731         if (mm)
732                 down_write(&mm->mmap_sem);
733         task_lock(current);
734         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
735         if (ret) {
736                 task_unlock(current);
737                 if (mm)
738                         up_write(&mm->mmap_sem);
739                 mpol_put(new);
740                 goto out;
741         }
742         old = current->mempolicy;
743         current->mempolicy = new;
744         mpol_set_task_struct_flag();
745         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
746             nodes_weight(new->v.nodes))
747                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
748         task_unlock(current);
749         if (mm)
750                 up_write(&mm->mmap_sem);
751
752         mpol_put(old);
753         ret = 0;
754 out:
755         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
756         return ret;
757 }
758
759 /*
760  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
761  *
762  * Called with task's alloc_lock held
763  */
764 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
765 {
766         nodes_clear(*nodes);
767         if (p == &default_policy)
768                 return;
769
770         switch (p->mode) {
771         case MPOL_BIND:
772                 /* Fall through */
773         case MPOL_INTERLEAVE:
774                 *nodes = p->v.nodes;
775                 break;
776         case MPOL_PREFERRED:
777                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
778                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
779                 /* else return empty node mask for local allocation */
780                 break;
781         default:
782                 BUG();
783         }
784 }
785
786 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
787 {
788         struct page *p;
789         int err;
790
791         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
792         if (err >= 0) {
793                 err = page_to_nid(p);
794                 put_page(p);
795         }
796         return err;
797 }
798
799 /* Retrieve NUMA policy */
800 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
801                              unsigned long addr, unsigned long flags)
802 {
803         int err;
804         struct mm_struct *mm = current->mm;
805         struct vm_area_struct *vma = NULL;
806         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
807
808         if (flags &
809                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
810                 return -EINVAL;
811
812         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
813                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
814                         return -EINVAL;
815                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
816                 task_lock(current);
817                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
818                 task_unlock(current);
819                 return 0;
820         }
821
822         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
823                 /*
824                  * Do NOT fall back to task policy if the
825                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
826                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
827                  */
828                 down_read(&mm->mmap_sem);
829                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
830                 if (!vma) {
831                         up_read(&mm->mmap_sem);
832                         return -EFAULT;
833                 }
834                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
835                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
836                 else
837                         pol = vma->vm_policy;
838         } else if (addr)
839                 return -EINVAL;
840
841         if (!pol)
842                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
843
844         if (flags & MPOL_F_NODE) {
845                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
846                         err = lookup_node(mm, addr);
847                         if (err < 0)
848                                 goto out;
849                         *policy = err;
850                 } else if (pol == current->mempolicy &&
851                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
852                         *policy = current->il_next;
853                 } else {
854                         err = -EINVAL;
855                         goto out;
856                 }
857         } else {
858                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
859                                                 pol->mode;
860                 /*
861                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
862                  * the policy to userspace.
863                  */
864                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
865         }
866
867         if (vma) {
868                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
869                 vma = NULL;
870         }
871
872         err = 0;
873         if (nmask) {
874                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
875                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
876                 } else {
877                         task_lock(current);
878                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
879                         task_unlock(current);
880                 }
881         }
882
883  out:
884         mpol_cond_put(pol);
885         if (vma)
886                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
887         return err;
888 }
889
890 #ifdef CONFIG_MIGRATION
891 /*
892  * page migration
893  */
894 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
895                                 unsigned long flags)
896 {
897         /*
898          * Avoid migrating a page that is shared with others.
899          */
900         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
901                 if (!isolate_lru_page(page)) {
902                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
903                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
904                                             page_is_file_cache(page));
905                 }
906         }
907 }
908
909 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
910 {
911         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
912 }
913
914 /*
915  * Migrate pages from one node to a target node.
916  * Returns error or the number of pages not migrated.
917  */
918 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
919                            int flags)
920 {
921         nodemask_t nmask;
922         LIST_HEAD(pagelist);
923         int err = 0;
924         struct vm_area_struct *vma;
925
926         nodes_clear(nmask);
927         node_set(source, nmask);
928
929         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
930                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
931         if (IS_ERR(vma))
932                 return PTR_ERR(vma);
933
934         if (!list_empty(&pagelist)) {
935                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
936                                                                 false, true);
937                 if (err)
938                         putback_lru_pages(&pagelist);
939         }
940
941         return err;
942 }
943
944 /*
945  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
946  * layout as much as possible.
947  *
948  * Returns the number of page that could not be moved.
949  */
950 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
951         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
952 {
953         int busy = 0;
954         int err;
955         nodemask_t tmp;
956
957         err = migrate_prep();
958         if (err)
959                 return err;
960
961         down_read(&mm->mmap_sem);
962
963         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
964         if (err)
965                 goto out;
966
967         /*
968          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
969          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
970          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
971          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
972          *
973          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
974          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
975          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
976          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
977          *
978          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
979          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
980          * (nothing left to migrate).
981          *
982          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
983          * if possible the dest node is not already occupied by some other
984          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
985          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
986          * before migrating outgoing memory source that same node.
987          *
988          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
989          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
990          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
991          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
992          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
993          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
994          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
995          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
996          */
997
998         tmp = *from_nodes;
999         while (!nodes_empty(tmp)) {
1000                 int s,d;
1001                 int source = -1;
1002                 int dest = 0;
1003
1004                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1005                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1006                         if (s == d)
1007                                 continue;
1008
1009                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1010                         dest = d;
1011
1012                         /* dest not in remaining from nodes? */
1013                         if (!node_isset(dest, tmp))
1014                                 break;
1015                 }
1016                 if (source == -1)
1017                         break;
1018
1019                 node_clear(source, tmp);
1020                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1021                 if (err > 0)
1022                         busy += err;
1023                 if (err < 0)
1024                         break;
1025         }
1026 out:
1027         up_read(&mm->mmap_sem);
1028         if (err < 0)
1029                 return err;
1030         return busy;
1031
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1036  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1037  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1038  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1039  * is in virtual address order.
1040  */
1041 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1042 {
1043         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1044         unsigned long uninitialized_var(address);
1045
1046         while (vma) {
1047                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1048                 if (address != -EFAULT)
1049                         break;
1050                 vma = vma->vm_next;
1051         }
1052
1053         /*
1054          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1055          */
1056         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1057 }
1058 #else
1059
1060 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1061                                 unsigned long flags)
1062 {
1063 }
1064
1065 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1066         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1067 {
1068         return -ENOSYS;
1069 }
1070
1071 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1072 {
1073         return NULL;
1074 }
1075 #endif
1076
1077 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1078                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1079                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1080 {
1081         struct vm_area_struct *vma;
1082         struct mm_struct *mm = current->mm;
1083         struct mempolicy *new;
1084         unsigned long end;
1085         int err;
1086         LIST_HEAD(pagelist);
1087
1088         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1089                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1090                 return -EINVAL;
1091         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1092                 return -EPERM;
1093
1094         if (start & ~PAGE_MASK)
1095                 return -EINVAL;
1096
1097         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1098                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1099
1100         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1101         end = start + len;
1102
1103         if (end < start)
1104                 return -EINVAL;
1105         if (end == start)
1106                 return 0;
1107
1108         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1109         if (IS_ERR(new))
1110                 return PTR_ERR(new);
1111
1112         /*
1113          * If we are using the default policy then operation
1114          * on discontinuous address spaces is okay after all
1115          */
1116         if (!new)
1117                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1118
1119         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1120                  start, start + len, mode, mode_flags,
1121                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1122
1123         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1124
1125                 err = migrate_prep();
1126                 if (err)
1127                         goto mpol_out;
1128         }
1129         {
1130                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1131                 if (scratch) {
1132                         down_write(&mm->mmap_sem);
1133                         task_lock(current);
1134                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1135                         task_unlock(current);
1136                         if (err)
1137                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1138                 } else
1139                         err = -ENOMEM;
1140                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1141         }
1142         if (err)
1143                 goto mpol_out;
1144
1145         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1146                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1147
1148         err = PTR_ERR(vma);
1149         if (!IS_ERR(vma)) {
1150                 int nr_failed = 0;
1151
1152                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1153
1154                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1155                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1156                                                 (unsigned long)vma,
1157                                                 false, true);
1158                         if (nr_failed)
1159                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1160                 }
1161
1162                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1163                         err = -EIO;
1164         } else
1165                 putback_lru_pages(&pagelist);
1166
1167         up_write(&mm->mmap_sem);
1168  mpol_out:
1169         mpol_put(new);
1170         return err;
1171 }
1172
1173 /*
1174  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1175  */
1176
1177 /* Copy a node mask from user space. */
1178 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1179                      unsigned long maxnode)
1180 {
1181         unsigned long k;
1182         unsigned long nlongs;
1183         unsigned long endmask;
1184
1185         --maxnode;
1186         nodes_clear(*nodes);
1187         if (maxnode == 0 || !nmask)
1188                 return 0;
1189         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1190                 return -EINVAL;
1191
1192         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1193         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1194                 endmask = ~0UL;
1195         else
1196                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1197
1198         /* When the user specified more nodes than supported just check
1199            if the non supported part is all zero. */
1200         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1201                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1202                         return -EINVAL;
1203                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1204                         unsigned long t;
1205                         if (get_user(t, nmask + k))
1206                                 return -EFAULT;
1207                         if (k == nlongs - 1) {
1208                                 if (t & endmask)
1209                                         return -EINVAL;
1210                         } else if (t)
1211                                 return -EINVAL;
1212                 }
1213                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1214                 endmask = ~0UL;
1215         }
1216
1217         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1218                 return -EFAULT;
1219         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1220         return 0;
1221 }
1222
1223 /* Copy a kernel node mask to user space */
1224 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1225                               nodemask_t *nodes)
1226 {
1227         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1228         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1229
1230         if (copy > nbytes) {
1231                 if (copy > PAGE_SIZE)
1232                         return -EINVAL;
1233                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1234                         return -EFAULT;
1235                 copy = nbytes;
1236         }
1237         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1238 }
1239
1240 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1241                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1242                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1243 {
1244         nodemask_t nodes;
1245         int err;
1246         unsigned short mode_flags;
1247
1248         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1249         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1250         if (mode >= MPOL_MAX)
1251                 return -EINVAL;
1252         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1253             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1254                 return -EINVAL;
1255         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1256         if (err)
1257                 return err;
1258         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1259 }
1260
1261 /* Set the process memory policy */
1262 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1263                 unsigned long, maxnode)
1264 {
1265         int err;
1266         nodemask_t nodes;
1267         unsigned short flags;
1268
1269         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1270         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1271         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1272                 return -EINVAL;
1273         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1274                 return -EINVAL;
1275         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1276         if (err)
1277                 return err;
1278         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1279 }
1280
1281 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1282                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1283                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1284 {
1285         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1286         struct mm_struct *mm = NULL;
1287         struct task_struct *task;
1288         nodemask_t task_nodes;
1289         int err;
1290         nodemask_t *old;
1291         nodemask_t *new;
1292         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1293
1294         if (!scratch)
1295                 return -ENOMEM;
1296
1297         old = &scratch->mask1;
1298         new = &scratch->mask2;
1299
1300         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1301         if (err)
1302                 goto out;
1303
1304         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1305         if (err)
1306                 goto out;
1307
1308         /* Find the mm_struct */
1309         rcu_read_lock();
1310         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1311         if (!task) {
1312                 rcu_read_unlock();
1313                 err = -ESRCH;
1314                 goto out;
1315         }
1316         mm = get_task_mm(task);
1317         rcu_read_unlock();
1318
1319         err = -EINVAL;
1320         if (!mm)
1321                 goto out;
1322
1323         /*
1324          * Check if this process has the right to modify the specified
1325          * process. The right exists if the process has administrative
1326          * capabilities, superuser privileges or the same
1327          * userid as the target process.
1328          */
1329         rcu_read_lock();
1330         tcred = __task_cred(task);
1331         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1332             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1333             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1334                 rcu_read_unlock();
1335                 err = -EPERM;
1336                 goto out;
1337         }
1338         rcu_read_unlock();
1339
1340         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1341         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1342         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1343                 err = -EPERM;
1344                 goto out;
1345         }
1346
1347         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1348                 err = -EINVAL;
1349                 goto out;
1350         }
1351
1352         err = security_task_movememory(task);
1353         if (err)
1354                 goto out;
1355
1356         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1357                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1358 out:
1359         if (mm)
1360                 mmput(mm);
1361         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1362
1363         return err;
1364 }
1365
1366
1367 /* Retrieve NUMA policy */
1368 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1369                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1370                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1371 {
1372         int err;
1373         int uninitialized_var(pval);
1374         nodemask_t nodes;
1375
1376         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1377                 return -EINVAL;
1378
1379         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1380
1381         if (err)
1382                 return err;
1383
1384         if (policy && put_user(pval, policy))
1385                 return -EFAULT;
1386
1387         if (nmask)
1388                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1389
1390         return err;
1391 }
1392
1393 #ifdef CONFIG_COMPAT
1394
1395 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1396                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1397                                      compat_ulong_t maxnode,
1398                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1399 {
1400         long err;
1401         unsigned long __user *nm = NULL;
1402         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1403         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1404
1405         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1406         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1407
1408         if (nmask)
1409                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1410
1411         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1412
1413         if (!err && nmask) {
1414                 unsigned long copy_size;
1415                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1416                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1417                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1418                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1419                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1420         }
1421
1422         return err;
1423 }
1424
1425 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1426                                      compat_ulong_t maxnode)
1427 {
1428         long err = 0;
1429         unsigned long __user *nm = NULL;
1430         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1431         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1432
1433         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1434         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1435
1436         if (nmask) {
1437                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1438                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1439                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1440         }
1441
1442         if (err)
1443                 return -EFAULT;
1444
1445         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1446 }
1447
1448 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1449                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1450                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1451 {
1452         long err = 0;
1453         unsigned long __user *nm = NULL;
1454         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1455         nodemask_t bm;
1456
1457         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1458         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1459
1460         if (nmask) {
1461                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1462                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1463                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1464         }
1465
1466         if (err)
1467                 return -EFAULT;
1468
1469         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1470 }
1471
1472 #endif
1473
1474 /*
1475  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1476  * @task - task for fallback if vma policy == default
1477  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1478  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1479  *
1480  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1481  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1482  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1483  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1484  * the caller.
1485  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1486  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1487  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1488  * extra reference for shared policies.
1489  */
1490 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1491                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1492 {
1493         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1494
1495         if (vma) {
1496                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1497                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1498                                                                         addr);
1499                         if (vpol)
1500                                 pol = vpol;
1501                 } else if (vma->vm_policy)
1502                         pol = vma->vm_policy;
1503         }
1504         if (!pol)
1505                 pol = &default_policy;
1506         return pol;
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1511  * page allocation
1512  */
1513 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1514 {
1515         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1516         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1517                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1518                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1519                 return &policy->v.nodes;
1520
1521         return NULL;
1522 }
1523
1524 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1525 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1526         int nd)
1527 {
1528         switch (policy->mode) {
1529         case MPOL_PREFERRED:
1530                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1531                         nd = policy->v.preferred_node;
1532                 break;
1533         case MPOL_BIND:
1534                 /*
1535                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1536                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1537                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1538                  * the first node in the mask instead.
1539                  */
1540                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1541                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1542                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1543                 break;
1544         default:
1545                 BUG();
1546         }
1547         return node_zonelist(nd, gfp);
1548 }
1549
1550 /* Do dynamic interleaving for a process */
1551 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1552 {
1553         unsigned nid, next;
1554         struct task_struct *me = current;
1555
1556         nid = me->il_next;
1557         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1558         if (next >= MAX_NUMNODES)
1559                 next = first_node(policy->v.nodes);
1560         if (next < MAX_NUMNODES)
1561                 me->il_next = next;
1562         return nid;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1567  * next slab entry.
1568  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1569  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1570  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1571  * such protection.
1572  */
1573 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1574 {
1575         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1576                 return numa_node_id();
1577
1578         switch (policy->mode) {
1579         case MPOL_PREFERRED:
1580                 /*
1581                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1582                  */
1583                 return policy->v.preferred_node;
1584
1585         case MPOL_INTERLEAVE:
1586                 return interleave_nodes(policy);
1587
1588         case MPOL_BIND: {
1589                 /*
1590                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1591                  * first node.
1592                  */
1593                 struct zonelist *zonelist;
1594                 struct zone *zone;
1595                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1596                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1597                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1598                                                         &policy->v.nodes,
1599                                                         &zone);
1600                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1601         }
1602
1603         default:
1604                 BUG();
1605         }
1606 }
1607
1608 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1609 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1610                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1611 {
1612         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1613         unsigned target;
1614         int c;
1615         int nid = -1;
1616
1617         if (!nnodes)
1618                 return numa_node_id();
1619         target = (unsigned int)off % nnodes;
1620         c = 0;
1621         do {
1622                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1623                 c++;
1624         } while (c <= target);
1625         return nid;
1626 }
1627
1628 /* Determine a node number for interleave */
1629 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1630                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1631 {
1632         if (vma) {
1633                 unsigned long off;
1634
1635                 /*
1636                  * for small pages, there is no difference between
1637                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1638                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1639                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1640                  * a useful offset.
1641                  */
1642                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1643                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1644                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1645                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1646         } else
1647                 return interleave_nodes(pol);
1648 }
1649
1650 /*
1651  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1652  * (returns -1 if nodemask is empty)
1653  */
1654 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1655 {
1656         int w, bit = -1;
1657
1658         w = nodes_weight(*maskp);
1659         if (w)
1660                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1661                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1662         return bit;
1663 }
1664
1665 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1666 /*
1667  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1668  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1669  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1670  * @gfp_flags = for requested zone
1671  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1672  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1673  *
1674  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1675  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1676  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1677  * @nodemask for filtering the zonelist.
1678  *
1679  * Must be protected by get_mems_allowed()
1680  */
1681 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1682                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1683                                 nodemask_t **nodemask)
1684 {
1685         struct zonelist *zl;
1686
1687         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1688         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1689
1690         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1691                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1692                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1693         } else {
1694                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1695                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1696                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1697         }
1698         return zl;
1699 }
1700
1701 /*
1702  * init_nodemask_of_mempolicy
1703  *
1704  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1705  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1706  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1707  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1708  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1709  * of non-default mempolicy.
1710  *
1711  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1712  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1713  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1714  *
1715  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1716  */
1717 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1718 {
1719         struct mempolicy *mempolicy;
1720         int nid;
1721
1722         if (!(mask && current->mempolicy))
1723                 return false;
1724
1725         task_lock(current);
1726         mempolicy = current->mempolicy;
1727         switch (mempolicy->mode) {
1728         case MPOL_PREFERRED:
1729                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1730                         nid = numa_node_id();
1731                 else
1732                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1733                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1734                 break;
1735
1736         case MPOL_BIND:
1737                 /* Fall through */
1738         case MPOL_INTERLEAVE:
1739                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1740                 break;
1741
1742         default:
1743                 BUG();
1744         }
1745         task_unlock(current);
1746
1747         return true;
1748 }
1749 #endif
1750
1751 /*
1752  * mempolicy_nodemask_intersects
1753  *
1754  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1755  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1756  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1757  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1758  *
1759  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1760  */
1761 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1762                                         const nodemask_t *mask)
1763 {
1764         struct mempolicy *mempolicy;
1765         bool ret = true;
1766
1767         if (!mask)
1768                 return ret;
1769         task_lock(tsk);
1770         mempolicy = tsk->mempolicy;
1771         if (!mempolicy)
1772                 goto out;
1773
1774         switch (mempolicy->mode) {
1775         case MPOL_PREFERRED:
1776                 /*
1777                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1778                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1779                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1780                  * nodes in mask.
1781                  */
1782                 break;
1783         case MPOL_BIND:
1784         case MPOL_INTERLEAVE:
1785                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1786                 break;
1787         default:
1788                 BUG();
1789         }
1790 out:
1791         task_unlock(tsk);
1792         return ret;
1793 }
1794
1795 /* Allocate a page in interleaved policy.
1796    Own path because it needs to do special accounting. */
1797 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1798                                         unsigned nid)
1799 {
1800         struct zonelist *zl;
1801         struct page *page;
1802
1803         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1804         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1805         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1806                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1807         return page;
1808 }
1809
1810 /**
1811  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1812  *
1813  *      @gfp:
1814  *      %GFP_USER    user allocation.
1815  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1816  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1817  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1818  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1819  *
1820  *      @order:Order of the GFP allocation.
1821  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1822  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1823  *
1824  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1825  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1826  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1827  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1828  *      all allocations for pages that will be mapped into
1829  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1830  *
1831  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1832  */
1833 struct page *
1834 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1835                 unsigned long addr, int node)
1836 {
1837         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1838         struct zonelist *zl;
1839         struct page *page;
1840
1841         get_mems_allowed();
1842         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1843                 unsigned nid;
1844
1845                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1846                 mpol_cond_put(pol);
1847                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1848                 put_mems_allowed();
1849                 return page;
1850         }
1851         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1852         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1853                 /*
1854                  * slow path: ref counted shared policy
1855                  */
1856                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1857                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1858                 __mpol_put(pol);
1859                 put_mems_allowed();
1860                 return page;
1861         }
1862         /*
1863          * fast path:  default or task policy
1864          */
1865         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1866                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1867         put_mems_allowed();
1868         return page;
1869 }
1870
1871 /**
1872  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1873  *
1874  *      @gfp:
1875  *              %GFP_USER   user allocation,
1876  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1877  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1878  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1879  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1880  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1881  *
1882  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1883  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1884  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1885  *
1886  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1887  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1888  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1889  */
1890 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1891 {
1892         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1893         struct page *page;
1894
1895         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1896                 pol = &default_policy;
1897
1898         get_mems_allowed();
1899         /*
1900          * No reference counting needed for current->mempolicy
1901          * nor system default_policy
1902          */
1903         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1904                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1905         else
1906                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1907                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1908                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1909         put_mems_allowed();
1910         return page;
1911 }
1912 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1913
1914 /*
1915  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1916  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1917  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1918  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1919  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1920  *
1921  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1922  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1923  */
1924
1925 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1926 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1927 {
1928         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1929
1930         if (!new)
1931                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1932
1933         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1934         if (old == current->mempolicy) {
1935                 task_lock(current);
1936                 *new = *old;
1937                 task_unlock(current);
1938         } else
1939                 *new = *old;
1940
1941         rcu_read_lock();
1942         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1943                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1944                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1945                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1946                 else
1947                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1948         }
1949         rcu_read_unlock();
1950         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1951         return new;
1952 }
1953
1954 /*
1955  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1956  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1957  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1958  * after return.  Use the returned value.
1959  *
1960  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1961  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1962  * shmem_readahead needs this.
1963  */
1964 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1965                                                 struct mempolicy *frompol)
1966 {
1967         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1968                 return frompol;
1969
1970         *tompol = *frompol;
1971         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1972         __mpol_put(frompol);
1973         return tompol;
1974 }
1975
1976 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1977 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1978 {
1979         if (!a || !b)
1980                 return 0;
1981         if (a->mode != b->mode)
1982                 return 0;
1983         if (a->flags != b->flags)
1984                 return 0;
1985         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1986                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1987                         return 0;
1988
1989         switch (a->mode) {
1990         case MPOL_BIND:
1991                 /* Fall through */
1992         case MPOL_INTERLEAVE:
1993                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1994         case MPOL_PREFERRED:
1995                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
1996         default:
1997                 BUG();
1998                 return 0;
1999         }
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Shared memory backing store policy support.
2004  *
2005  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2006  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2007  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2008  * for any accesses to the tree.
2009  */
2010
2011 /* lookup first element intersecting start-end */
2012 /* Caller holds sp->lock */
2013 static struct sp_node *
2014 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2015 {
2016         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2017
2018         while (n) {
2019                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2020
2021                 if (start >= p->end)
2022                         n = n->rb_right;
2023                 else if (end <= p->start)
2024                         n = n->rb_left;
2025                 else
2026                         break;
2027         }
2028         if (!n)
2029                 return NULL;
2030         for (;;) {
2031                 struct sp_node *w = NULL;
2032                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2033                 if (!prev)
2034                         break;
2035                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2036                 if (w->end <= start)
2037                         break;
2038                 n = prev;
2039         }
2040         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2041 }
2042
2043 /* Insert a new shared policy into the list. */
2044 /* Caller holds sp->lock */
2045 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2046 {
2047         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2048         struct rb_node *parent = NULL;
2049         struct sp_node *nd;
2050
2051         while (*p) {
2052                 parent = *p;
2053                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2054                 if (new->start < nd->start)
2055                         p = &(*p)->rb_left;
2056                 else if (new->end > nd->end)
2057                         p = &(*p)->rb_right;
2058                 else
2059                         BUG();
2060         }
2061         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2062         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2063         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2064                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2065 }
2066
2067 /* Find shared policy intersecting idx */
2068 struct mempolicy *
2069 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2070 {
2071         struct mempolicy *pol = NULL;
2072         struct sp_node *sn;
2073
2074         if (!sp->root.rb_node)
2075                 return NULL;
2076         spin_lock(&sp->lock);
2077         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2078         if (sn) {
2079                 mpol_get(sn->policy);
2080                 pol = sn->policy;
2081         }
2082         spin_unlock(&sp->lock);
2083         return pol;
2084 }
2085
2086 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2087 {
2088         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2089         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2090         mpol_put(n->policy);
2091         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2092 }
2093
2094 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2095                                 struct mempolicy *pol)
2096 {
2097         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2098
2099         if (!n)
2100                 return NULL;
2101         n->start = start;
2102         n->end = end;
2103         mpol_get(pol);
2104         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2105         n->policy = pol;
2106         return n;
2107 }
2108
2109 /* Replace a policy range. */
2110 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2111                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2112 {
2113         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2114
2115 restart:
2116         spin_lock(&sp->lock);
2117         n = sp_lookup(sp, start, end);
2118         /* Take care of old policies in the same range. */
2119         while (n && n->start < end) {
2120                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2121                 if (n->start >= start) {
2122                         if (n->end <= end)
2123                                 sp_delete(sp, n);
2124                         else
2125                                 n->start = end;
2126                 } else {
2127                         /* Old policy spanning whole new range. */
2128                         if (n->end > end) {
2129                                 if (!new2) {
2130                                         spin_unlock(&sp->lock);
2131                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2132                                         if (!new2)
2133                                                 return -ENOMEM;
2134                                         goto restart;
2135                                 }
2136                                 n->end = start;
2137                                 sp_insert(sp, new2);
2138                                 new2 = NULL;
2139                                 break;
2140                         } else
2141                                 n->end = start;
2142                 }
2143                 if (!next)
2144                         break;
2145                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2146         }
2147         if (new)
2148                 sp_insert(sp, new);
2149         spin_unlock(&sp->lock);
2150         if (new2) {
2151                 mpol_put(new2->policy);
2152                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2153         }
2154         return 0;
2155 }
2156
2157 /**
2158  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2159  * @sp: pointer to inode shared policy
2160  * @mpol:  struct mempolicy to install
2161  *
2162  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2163  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2164  * This must be released on exit.
2165  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2166  */
2167 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2168 {
2169         int ret;
2170
2171         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2172         spin_lock_init(&sp->lock);
2173
2174         if (mpol) {
2175                 struct vm_area_struct pvma;
2176                 struct mempolicy *new;
2177                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2178
2179                 if (!scratch)
2180                         goto put_mpol;
2181                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2182                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2183                 if (IS_ERR(new))
2184                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2185
2186                 task_lock(current);
2187                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2188                 task_unlock(current);
2189                 if (ret)
2190                         goto put_new;
2191
2192                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2193                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2194                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2195                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2196
2197 put_new:
2198                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2199 free_scratch:
2200                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2201 put_mpol:
2202                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2203         }
2204 }
2205
2206 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2207                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2208 {
2209         int err;
2210         struct sp_node *new = NULL;
2211         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2212
2213         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2214                  vma->vm_pgoff,
2215                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2216                  npol ? npol->flags : -1,
2217                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2218
2219         if (npol) {
2220                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2221                 if (!new)
2222                         return -ENOMEM;
2223         }
2224         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2225         if (err && new)
2226                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2227         return err;
2228 }
2229
2230 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2231 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2232 {
2233         struct sp_node *n;
2234         struct rb_node *next;
2235
2236         if (!p->root.rb_node)
2237                 return;
2238         spin_lock(&p->lock);
2239         next = rb_first(&p->root);
2240         while (next) {
2241                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2242                 next = rb_next(&n->nd);
2243                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2244                 mpol_put(n->policy);
2245                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2246         }
2247         spin_unlock(&p->lock);
2248 }
2249
2250 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2251 void __init numa_policy_init(void)
2252 {
2253         nodemask_t interleave_nodes;
2254         unsigned long largest = 0;
2255         int nid, prefer = 0;
2256
2257         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2258                                          sizeof(struct mempolicy),
2259                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2260
2261         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2262                                      sizeof(struct sp_node),
2263                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2264
2265         /*
2266          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2267          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2268          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2269          */
2270         nodes_clear(interleave_nodes);
2271         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2272                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2273
2274                 /* Preserve the largest node */
2275                 if (largest < total_pages) {
2276                         largest = total_pages;
2277                         prefer = nid;
2278                 }
2279
2280                 /* Interleave this node? */
2281                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2282                         node_set(nid, interleave_nodes);
2283         }
2284
2285         /* All too small, use the largest */
2286         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2287                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2288
2289         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2290                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2291 }
2292
2293 /* Reset policy of current process to default */
2294 void numa_default_policy(void)
2295 {
2296         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Parse and format mempolicy from/to strings
2301  */
2302
2303 /*
2304  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2305  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2306  */
2307 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2308 static const char * const policy_modes[] =
2309 {
2310         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2311         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2312         [MPOL_BIND]       = "bind",
2313         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2314         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2315 };
2316
2317
2318 #ifdef CONFIG_TMPFS
2319 /**
2320  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2321  * @str:  string containing mempolicy to parse
2322  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2323  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2324  *
2325  * Format of input:
2326  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2327  *
2328  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2329  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2330  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2331  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2332  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2333  * it again is redundant, but safe.
2334  *
2335  * On success, returns 0, else 1
2336  */
2337 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2338 {
2339         struct mempolicy *new = NULL;
2340         unsigned short mode;
2341         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2342         nodemask_t nodes;
2343         char *nodelist = strchr(str, ':');
2344         char *flags = strchr(str, '=');
2345         int err = 1;
2346
2347         if (nodelist) {
2348                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2349                 *nodelist++ = '\0';
2350                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2351                         goto out;
2352                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2353                         goto out;
2354         } else
2355                 nodes_clear(nodes);
2356
2357         if (flags)
2358                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2359
2360         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2361                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2362                         break;
2363                 }
2364         }
2365         if (mode > MPOL_LOCAL)
2366                 goto out;
2367
2368         switch (mode) {
2369         case MPOL_PREFERRED:
2370                 /*
2371                  * Insist on a nodelist of one node only
2372                  */
2373                 if (nodelist) {
2374                         char *rest = nodelist;
2375                         while (isdigit(*rest))
2376                                 rest++;
2377                         if (*rest)
2378                                 goto out;
2379                 }
2380                 break;
2381         case MPOL_INTERLEAVE:
2382                 /*
2383                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2384                  */
2385                 if (!nodelist)
2386                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2387                 break;
2388         case MPOL_LOCAL:
2389                 /*
2390                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2391                  */
2392                 if (nodelist)
2393                         goto out;
2394                 mode = MPOL_PREFERRED;
2395                 break;
2396         case MPOL_DEFAULT:
2397                 /*
2398                  * Insist on a empty nodelist
2399                  */
2400                 if (!nodelist)
2401                         err = 0;
2402                 goto out;
2403         case MPOL_BIND:
2404                 /*
2405                  * Insist on a nodelist
2406                  */
2407                 if (!nodelist)
2408                         goto out;
2409         }
2410
2411         mode_flags = 0;
2412         if (flags) {
2413                 /*
2414                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2415                  * mode flags.
2416                  */
2417                 if (!strcmp(flags, "static"))
2418                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2419                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2420                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2421                 else
2422                         goto out;
2423         }
2424
2425         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2426         if (IS_ERR(new))
2427                 goto out;
2428
2429         if (no_context) {
2430                 /* save for contextualization */
2431                 new->w.user_nodemask = nodes;
2432         } else {
2433                 int ret;
2434                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2435                 if (scratch) {
2436                         task_lock(current);
2437                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2438                         task_unlock(current);
2439                 } else
2440                         ret = -ENOMEM;
2441                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2442                 if (ret) {
2443                         mpol_put(new);
2444                         goto out;
2445                 }
2446         }
2447         err = 0;
2448
2449 out:
2450         /* Restore string for error message */
2451         if (nodelist)
2452                 *--nodelist = ':';
2453         if (flags)
2454                 *--flags = '=';
2455         if (!err)
2456                 *mpol = new;
2457         return err;
2458 }
2459 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2460
2461 /**
2462  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2463  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2464  * @maxlen:  length of @buffer
2465  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2466  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2467  *
2468  * Convert a mempolicy into a string.
2469  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2470  * or an error (negative)
2471  */
2472 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2473 {
2474         char *p = buffer;
2475         int l;
2476         nodemask_t nodes;
2477         unsigned short mode;
2478         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2479
2480         /*
2481          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2482          */
2483         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2484
2485         if (!pol || pol == &default_policy)
2486                 mode = MPOL_DEFAULT;
2487         else
2488                 mode = pol->mode;
2489
2490         switch (mode) {
2491         case MPOL_DEFAULT:
2492                 nodes_clear(nodes);
2493                 break;
2494
2495         case MPOL_PREFERRED:
2496                 nodes_clear(nodes);
2497                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2498                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2499                 else
2500                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2501                 break;
2502
2503         case MPOL_BIND:
2504                 /* Fall through */
2505         case MPOL_INTERLEAVE:
2506                 if (no_context)
2507                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2508                 else
2509                         nodes = pol->v.nodes;
2510                 break;
2511
2512         default:
2513                 BUG();
2514         }
2515
2516         l = strlen(policy_modes[mode]);
2517         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2518                 return -ENOSPC;
2519
2520         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2521         p += l;
2522
2523         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2524                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2525                         return -ENOSPC;
2526                 *p++ = '=';
2527
2528                 /*
2529                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2530                  */
2531                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2532                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2533                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2534                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2535         }
2536
2537         if (!nodes_empty(nodes)) {
2538                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2539                         return -ENOSPC;
2540                 *p++ = ':';
2541                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2542         }
2543         return p - buffer;
2544 }