regmap: mmio: convert some error returns to BUG()
[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/export.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 static 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_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
516                         continue;
517                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
518                                     flags, private))
519                         return -EIO;
520         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
521         return 0;
522 }
523
524 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
525                 unsigned long addr, unsigned long end,
526                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
527                 void *private)
528 {
529         pud_t *pud;
530         unsigned long next;
531
532         pud = pud_offset(pgd, addr);
533         do {
534                 next = pud_addr_end(addr, end);
535                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
536                         continue;
537                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
538                                     flags, private))
539                         return -EIO;
540         } while (pud++, addr = next, addr != end);
541         return 0;
542 }
543
544 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
545                 unsigned long addr, unsigned long end,
546                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
547                 void *private)
548 {
549         pgd_t *pgd;
550         unsigned long next;
551
552         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
553         do {
554                 next = pgd_addr_end(addr, end);
555                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
556                         continue;
557                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
558                                     flags, private))
559                         return -EIO;
560         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
566  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
567  * put them on the pagelist.
568  */
569 static struct vm_area_struct *
570 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
571                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
572 {
573         int err;
574         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
575
576
577         first = find_vma(mm, start);
578         if (!first)
579                 return ERR_PTR(-EFAULT);
580         prev = NULL;
581         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
582                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
583                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
584                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
585                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                 }
588                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
589                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
590                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
591                                 vma_migratable(vma)))) {
592                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
593
594                         if (endvma > end)
595                                 endvma = end;
596                         if (vma->vm_start > start)
597                                 start = vma->vm_start;
598                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
599                                                 flags, private);
600                         if (err) {
601                                 first = ERR_PTR(err);
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 prev = vma;
606         }
607         return first;
608 }
609
610 /* Apply policy to a single VMA */
611 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
612 {
613         int err = 0;
614         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
615
616         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
617                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
618                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
619                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
620
621         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
622                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
623         if (!err) {
624                 mpol_get(new);
625                 vma->vm_policy = new;
626                 mpol_put(old);
627         }
628         return err;
629 }
630
631 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
632 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
633                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
634 {
635         struct vm_area_struct *next;
636         struct vm_area_struct *prev;
637         struct vm_area_struct *vma;
638         int err = 0;
639         pgoff_t pgoff;
640         unsigned long vmstart;
641         unsigned long vmend;
642
643         vma = find_vma(mm, start);
644         if (!vma || vma->vm_start > start)
645                 return -EFAULT;
646
647         prev = vma->vm_prev;
648         if (start > vma->vm_start)
649                 prev = vma;
650
651         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
652                 next = vma->vm_next;
653                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
654                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
655
656                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
657                         continue;
658
659                 pgoff = vma->vm_pgoff +
660                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
661                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
662                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
663                                   new_pol);
664                 if (prev) {
665                         vma = prev;
666                         next = vma->vm_next;
667                         continue;
668                 }
669                 if (vma->vm_start != vmstart) {
670                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
671                         if (err)
672                                 goto out;
673                 }
674                 if (vma->vm_end != vmend) {
675                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
676                         if (err)
677                                 goto out;
678                 }
679                 err = policy_vma(vma, new_pol);
680                 if (err)
681                         goto out;
682         }
683
684  out:
685         return err;
686 }
687
688 /*
689  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
690  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
691  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
692  *
693  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
694  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
695  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
696  *
697  * The above limitation is why this routine has the funny name
698  * mpol_fix_fork_child_flag().
699  *
700  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
701  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
702  * for use within this file.
703  */
704
705 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
706 {
707         if (p->mempolicy)
708                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
709         else
710                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
711 }
712
713 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
714 {
715         mpol_fix_fork_child_flag(current);
716 }
717
718 /* Set the process memory policy */
719 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
720                              nodemask_t *nodes)
721 {
722         struct mempolicy *new, *old;
723         struct mm_struct *mm = current->mm;
724         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
725         int ret;
726
727         if (!scratch)
728                 return -ENOMEM;
729
730         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
731         if (IS_ERR(new)) {
732                 ret = PTR_ERR(new);
733                 goto out;
734         }
735         /*
736          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
737          * is using it.
738          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
739          * with no 'mm'.
740          */
741         if (mm)
742                 down_write(&mm->mmap_sem);
743         task_lock(current);
744         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
745         if (ret) {
746                 task_unlock(current);
747                 if (mm)
748                         up_write(&mm->mmap_sem);
749                 mpol_put(new);
750                 goto out;
751         }
752         old = current->mempolicy;
753         current->mempolicy = new;
754         mpol_set_task_struct_flag();
755         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
756             nodes_weight(new->v.nodes))
757                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
758         task_unlock(current);
759         if (mm)
760                 up_write(&mm->mmap_sem);
761
762         mpol_put(old);
763         ret = 0;
764 out:
765         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
766         return ret;
767 }
768
769 /*
770  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
771  *
772  * Called with task's alloc_lock held
773  */
774 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
775 {
776         nodes_clear(*nodes);
777         if (p == &default_policy)
778                 return;
779
780         switch (p->mode) {
781         case MPOL_BIND:
782                 /* Fall through */
783         case MPOL_INTERLEAVE:
784                 *nodes = p->v.nodes;
785                 break;
786         case MPOL_PREFERRED:
787                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
788                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
789                 /* else return empty node mask for local allocation */
790                 break;
791         default:
792                 BUG();
793         }
794 }
795
796 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
797 {
798         struct page *p;
799         int err;
800
801         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
802         if (err >= 0) {
803                 err = page_to_nid(p);
804                 put_page(p);
805         }
806         return err;
807 }
808
809 /* Retrieve NUMA policy */
810 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
811                              unsigned long addr, unsigned long flags)
812 {
813         int err;
814         struct mm_struct *mm = current->mm;
815         struct vm_area_struct *vma = NULL;
816         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
817
818         if (flags &
819                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
820                 return -EINVAL;
821
822         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
823                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
824                         return -EINVAL;
825                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
826                 task_lock(current);
827                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
828                 task_unlock(current);
829                 return 0;
830         }
831
832         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
833                 /*
834                  * Do NOT fall back to task policy if the
835                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
836                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
837                  */
838                 down_read(&mm->mmap_sem);
839                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
840                 if (!vma) {
841                         up_read(&mm->mmap_sem);
842                         return -EFAULT;
843                 }
844                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
845                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
846                 else
847                         pol = vma->vm_policy;
848         } else if (addr)
849                 return -EINVAL;
850
851         if (!pol)
852                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
853
854         if (flags & MPOL_F_NODE) {
855                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
856                         err = lookup_node(mm, addr);
857                         if (err < 0)
858                                 goto out;
859                         *policy = err;
860                 } else if (pol == current->mempolicy &&
861                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
862                         *policy = current->il_next;
863                 } else {
864                         err = -EINVAL;
865                         goto out;
866                 }
867         } else {
868                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
869                                                 pol->mode;
870                 /*
871                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
872                  * the policy to userspace.
873                  */
874                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
875         }
876
877         if (vma) {
878                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
879                 vma = NULL;
880         }
881
882         err = 0;
883         if (nmask) {
884                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
885                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
886                 } else {
887                         task_lock(current);
888                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
889                         task_unlock(current);
890                 }
891         }
892
893  out:
894         mpol_cond_put(pol);
895         if (vma)
896                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
897         return err;
898 }
899
900 #ifdef CONFIG_MIGRATION
901 /*
902  * page migration
903  */
904 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
905                                 unsigned long flags)
906 {
907         /*
908          * Avoid migrating a page that is shared with others.
909          */
910         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
911                 if (!isolate_lru_page(page)) {
912                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
913                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
914                                             page_is_file_cache(page));
915                 }
916         }
917 }
918
919 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
920 {
921         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
922 }
923
924 /*
925  * Migrate pages from one node to a target node.
926  * Returns error or the number of pages not migrated.
927  */
928 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
929                            int flags)
930 {
931         nodemask_t nmask;
932         LIST_HEAD(pagelist);
933         int err = 0;
934         struct vm_area_struct *vma;
935
936         nodes_clear(nmask);
937         node_set(source, nmask);
938
939         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
940                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
941         if (IS_ERR(vma))
942                 return PTR_ERR(vma);
943
944         if (!list_empty(&pagelist)) {
945                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
946                                                         false, MIGRATE_SYNC);
947                 if (err)
948                         putback_lru_pages(&pagelist);
949         }
950
951         return err;
952 }
953
954 /*
955  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
956  * layout as much as possible.
957  *
958  * Returns the number of page that could not be moved.
959  */
960 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
961         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
962 {
963         int busy = 0;
964         int err;
965         nodemask_t tmp;
966
967         err = migrate_prep();
968         if (err)
969                 return err;
970
971         down_read(&mm->mmap_sem);
972
973         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
974         if (err)
975                 goto out;
976
977         /*
978          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
979          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
980          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
981          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
982          *
983          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
984          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
985          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
986          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
987          *
988          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
989          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
990          * (nothing left to migrate).
991          *
992          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
993          * if possible the dest node is not already occupied by some other
994          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
995          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
996          * before migrating outgoing memory source that same node.
997          *
998          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
999          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1000          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1001          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1002          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1003          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1004          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1005          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1006          */
1007
1008         tmp = *from_nodes;
1009         while (!nodes_empty(tmp)) {
1010                 int s,d;
1011                 int source = -1;
1012                 int dest = 0;
1013
1014                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1015                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1016                         if (s == d)
1017                                 continue;
1018
1019                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1020                         dest = d;
1021
1022                         /* dest not in remaining from nodes? */
1023                         if (!node_isset(dest, tmp))
1024                                 break;
1025                 }
1026                 if (source == -1)
1027                         break;
1028
1029                 node_clear(source, tmp);
1030                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1031                 if (err > 0)
1032                         busy += err;
1033                 if (err < 0)
1034                         break;
1035         }
1036 out:
1037         up_read(&mm->mmap_sem);
1038         if (err < 0)
1039                 return err;
1040         return busy;
1041
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1046  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1047  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1048  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1049  * is in virtual address order.
1050  */
1051 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1052 {
1053         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1054         unsigned long uninitialized_var(address);
1055
1056         while (vma) {
1057                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1058                 if (address != -EFAULT)
1059                         break;
1060                 vma = vma->vm_next;
1061         }
1062
1063         /*
1064          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1065          */
1066         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1067 }
1068 #else
1069
1070 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1071                                 unsigned long flags)
1072 {
1073 }
1074
1075 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1076         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1077 {
1078         return -ENOSYS;
1079 }
1080
1081 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1082 {
1083         return NULL;
1084 }
1085 #endif
1086
1087 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1088                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1089                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1090 {
1091         struct vm_area_struct *vma;
1092         struct mm_struct *mm = current->mm;
1093         struct mempolicy *new;
1094         unsigned long end;
1095         int err;
1096         LIST_HEAD(pagelist);
1097
1098         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1099                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1100                 return -EINVAL;
1101         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1102                 return -EPERM;
1103
1104         if (start & ~PAGE_MASK)
1105                 return -EINVAL;
1106
1107         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1108                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1109
1110         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1111         end = start + len;
1112
1113         if (end < start)
1114                 return -EINVAL;
1115         if (end == start)
1116                 return 0;
1117
1118         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1119         if (IS_ERR(new))
1120                 return PTR_ERR(new);
1121
1122         /*
1123          * If we are using the default policy then operation
1124          * on discontinuous address spaces is okay after all
1125          */
1126         if (!new)
1127                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1128
1129         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1130                  start, start + len, mode, mode_flags,
1131                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1132
1133         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1134
1135                 err = migrate_prep();
1136                 if (err)
1137                         goto mpol_out;
1138         }
1139         {
1140                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1141                 if (scratch) {
1142                         down_write(&mm->mmap_sem);
1143                         task_lock(current);
1144                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1145                         task_unlock(current);
1146                         if (err)
1147                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1148                 } else
1149                         err = -ENOMEM;
1150                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1151         }
1152         if (err)
1153                 goto mpol_out;
1154
1155         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1156                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1157
1158         err = PTR_ERR(vma);
1159         if (!IS_ERR(vma)) {
1160                 int nr_failed = 0;
1161
1162                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1163
1164                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1165                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1166                                                 (unsigned long)vma,
1167                                                 false, true);
1168                         if (nr_failed)
1169                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1170                 }
1171
1172                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1173                         err = -EIO;
1174         } else
1175                 putback_lru_pages(&pagelist);
1176
1177         up_write(&mm->mmap_sem);
1178  mpol_out:
1179         mpol_put(new);
1180         return err;
1181 }
1182
1183 /*
1184  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1185  */
1186
1187 /* Copy a node mask from user space. */
1188 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1189                      unsigned long maxnode)
1190 {
1191         unsigned long k;
1192         unsigned long nlongs;
1193         unsigned long endmask;
1194
1195         --maxnode;
1196         nodes_clear(*nodes);
1197         if (maxnode == 0 || !nmask)
1198                 return 0;
1199         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1200                 return -EINVAL;
1201
1202         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1203         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1204                 endmask = ~0UL;
1205         else
1206                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1207
1208         /* When the user specified more nodes than supported just check
1209            if the non supported part is all zero. */
1210         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1211                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1212                         return -EINVAL;
1213                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1214                         unsigned long t;
1215                         if (get_user(t, nmask + k))
1216                                 return -EFAULT;
1217                         if (k == nlongs - 1) {
1218                                 if (t & endmask)
1219                                         return -EINVAL;
1220                         } else if (t)
1221                                 return -EINVAL;
1222                 }
1223                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1224                 endmask = ~0UL;
1225         }
1226
1227         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1228                 return -EFAULT;
1229         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 /* Copy a kernel node mask to user space */
1234 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1235                               nodemask_t *nodes)
1236 {
1237         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1238         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1239
1240         if (copy > nbytes) {
1241                 if (copy > PAGE_SIZE)
1242                         return -EINVAL;
1243                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1244                         return -EFAULT;
1245                 copy = nbytes;
1246         }
1247         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1248 }
1249
1250 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1251                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1252                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1253 {
1254         nodemask_t nodes;
1255         int err;
1256         unsigned short mode_flags;
1257
1258         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1259         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1260         if (mode >= MPOL_MAX)
1261                 return -EINVAL;
1262         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1263             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1264                 return -EINVAL;
1265         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1266         if (err)
1267                 return err;
1268         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1269 }
1270
1271 /* Set the process memory policy */
1272 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1273                 unsigned long, maxnode)
1274 {
1275         int err;
1276         nodemask_t nodes;
1277         unsigned short flags;
1278
1279         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1280         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1281         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1282                 return -EINVAL;
1283         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1284                 return -EINVAL;
1285         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1286         if (err)
1287                 return err;
1288         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1289 }
1290
1291 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1292                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1293                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1294 {
1295         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1296         struct mm_struct *mm = NULL;
1297         struct task_struct *task;
1298         nodemask_t task_nodes;
1299         int err;
1300         nodemask_t *old;
1301         nodemask_t *new;
1302         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1303
1304         if (!scratch)
1305                 return -ENOMEM;
1306
1307         old = &scratch->mask1;
1308         new = &scratch->mask2;
1309
1310         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1311         if (err)
1312                 goto out;
1313
1314         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1315         if (err)
1316                 goto out;
1317
1318         /* Find the mm_struct */
1319         rcu_read_lock();
1320         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1321         if (!task) {
1322                 rcu_read_unlock();
1323                 err = -ESRCH;
1324                 goto out;
1325         }
1326         get_task_struct(task);
1327
1328         err = -EINVAL;
1329
1330         /*
1331          * Check if this process has the right to modify the specified
1332          * process. The right exists if the process has administrative
1333          * capabilities, superuser privileges or the same
1334          * userid as the target process.
1335          */
1336         tcred = __task_cred(task);
1337         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1338             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1339             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1340                 rcu_read_unlock();
1341                 err = -EPERM;
1342                 goto out_put;
1343         }
1344         rcu_read_unlock();
1345
1346         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1347         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1348         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1349                 err = -EPERM;
1350                 goto out_put;
1351         }
1352
1353         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1354                 err = -EINVAL;
1355                 goto out_put;
1356         }
1357
1358         err = security_task_movememory(task);
1359         if (err)
1360                 goto out_put;
1361
1362         mm = get_task_mm(task);
1363         put_task_struct(task);
1364         if (mm)
1365                 err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1366                         capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1367         else
1368                 err = -EINVAL;
1369
1370         mmput(mm);
1371 out:
1372         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1373
1374         return err;
1375
1376 out_put:
1377         put_task_struct(task);
1378         goto out;
1379
1380 }
1381
1382
1383 /* Retrieve NUMA policy */
1384 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1385                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1386                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1387 {
1388         int err;
1389         int uninitialized_var(pval);
1390         nodemask_t nodes;
1391
1392         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1393                 return -EINVAL;
1394
1395         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1396
1397         if (err)
1398                 return err;
1399
1400         if (policy && put_user(pval, policy))
1401                 return -EFAULT;
1402
1403         if (nmask)
1404                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1405
1406         return err;
1407 }
1408
1409 #ifdef CONFIG_COMPAT
1410
1411 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1412                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1413                                      compat_ulong_t maxnode,
1414                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1415 {
1416         long err;
1417         unsigned long __user *nm = NULL;
1418         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1419         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1420
1421         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1422         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1423
1424         if (nmask)
1425                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1426
1427         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1428
1429         if (!err && nmask) {
1430                 unsigned long copy_size;
1431                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1432                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1433                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1434                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1435                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1436         }
1437
1438         return err;
1439 }
1440
1441 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1442                                      compat_ulong_t maxnode)
1443 {
1444         long err = 0;
1445         unsigned long __user *nm = NULL;
1446         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1447         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1448
1449         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1450         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1451
1452         if (nmask) {
1453                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1454                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1455                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1456         }
1457
1458         if (err)
1459                 return -EFAULT;
1460
1461         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1462 }
1463
1464 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1465                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1466                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1467 {
1468         long err = 0;
1469         unsigned long __user *nm = NULL;
1470         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1471         nodemask_t bm;
1472
1473         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1474         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1475
1476         if (nmask) {
1477                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1478                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1479                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1480         }
1481
1482         if (err)
1483                 return -EFAULT;
1484
1485         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1486 }
1487
1488 #endif
1489
1490 /*
1491  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1492  * @task - task for fallback if vma policy == default
1493  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1494  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1495  *
1496  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1497  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1498  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1499  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1500  * the caller.
1501  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1502  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1503  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1504  * extra reference for shared policies.
1505  */
1506 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1507                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1508 {
1509         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1510
1511         if (vma) {
1512                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1513                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1514                                                                         addr);
1515                         if (vpol)
1516                                 pol = vpol;
1517                 } else if (vma->vm_policy)
1518                         pol = vma->vm_policy;
1519         }
1520         if (!pol)
1521                 pol = &default_policy;
1522         return pol;
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1527  * page allocation
1528  */
1529 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1530 {
1531         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1532         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1533                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1534                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1535                 return &policy->v.nodes;
1536
1537         return NULL;
1538 }
1539
1540 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1541 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1542         int nd)
1543 {
1544         switch (policy->mode) {
1545         case MPOL_PREFERRED:
1546                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1547                         nd = policy->v.preferred_node;
1548                 break;
1549         case MPOL_BIND:
1550                 /*
1551                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1552                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1553                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1554                  * the first node in the mask instead.
1555                  */
1556                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1557                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1558                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1559                 break;
1560         default:
1561                 BUG();
1562         }
1563         return node_zonelist(nd, gfp);
1564 }
1565
1566 /* Do dynamic interleaving for a process */
1567 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1568 {
1569         unsigned nid, next;
1570         struct task_struct *me = current;
1571
1572         nid = me->il_next;
1573         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1574         if (next >= MAX_NUMNODES)
1575                 next = first_node(policy->v.nodes);
1576         if (next < MAX_NUMNODES)
1577                 me->il_next = next;
1578         return nid;
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1583  * next slab entry.
1584  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1585  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1586  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1587  * such protection.
1588  */
1589 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1590 {
1591         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1592                 return numa_node_id();
1593
1594         switch (policy->mode) {
1595         case MPOL_PREFERRED:
1596                 /*
1597                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1598                  */
1599                 return policy->v.preferred_node;
1600
1601         case MPOL_INTERLEAVE:
1602                 return interleave_nodes(policy);
1603
1604         case MPOL_BIND: {
1605                 /*
1606                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1607                  * first node.
1608                  */
1609                 struct zonelist *zonelist;
1610                 struct zone *zone;
1611                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1612                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1613                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1614                                                         &policy->v.nodes,
1615                                                         &zone);
1616                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1617         }
1618
1619         default:
1620                 BUG();
1621         }
1622 }
1623
1624 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1625 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1626                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1627 {
1628         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1629         unsigned target;
1630         int c;
1631         int nid = -1;
1632
1633         if (!nnodes)
1634                 return numa_node_id();
1635         target = (unsigned int)off % nnodes;
1636         c = 0;
1637         do {
1638                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1639                 c++;
1640         } while (c <= target);
1641         return nid;
1642 }
1643
1644 /* Determine a node number for interleave */
1645 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1646                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1647 {
1648         if (vma) {
1649                 unsigned long off;
1650
1651                 /*
1652                  * for small pages, there is no difference between
1653                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1654                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1655                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1656                  * a useful offset.
1657                  */
1658                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1659                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1660                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1661                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1662         } else
1663                 return interleave_nodes(pol);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1668  * (returns -1 if nodemask is empty)
1669  */
1670 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1671 {
1672         int w, bit = -1;
1673
1674         w = nodes_weight(*maskp);
1675         if (w)
1676                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1677                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1678         return bit;
1679 }
1680
1681 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1682 /*
1683  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1684  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1685  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1686  * @gfp_flags = for requested zone
1687  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1688  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1689  *
1690  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1691  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1692  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1693  * @nodemask for filtering the zonelist.
1694  *
1695  * Must be protected by get_mems_allowed()
1696  */
1697 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1698                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1699                                 nodemask_t **nodemask)
1700 {
1701         struct zonelist *zl;
1702
1703         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1704         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1705
1706         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1707                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1708                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1709         } else {
1710                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1711                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1712                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1713         }
1714         return zl;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * init_nodemask_of_mempolicy
1719  *
1720  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1721  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1722  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1723  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1724  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1725  * of non-default mempolicy.
1726  *
1727  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1728  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1729  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1730  *
1731  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1732  */
1733 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1734 {
1735         struct mempolicy *mempolicy;
1736         int nid;
1737
1738         if (!(mask && current->mempolicy))
1739                 return false;
1740
1741         task_lock(current);
1742         mempolicy = current->mempolicy;
1743         switch (mempolicy->mode) {
1744         case MPOL_PREFERRED:
1745                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1746                         nid = numa_node_id();
1747                 else
1748                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1749                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1750                 break;
1751
1752         case MPOL_BIND:
1753                 /* Fall through */
1754         case MPOL_INTERLEAVE:
1755                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1756                 break;
1757
1758         default:
1759                 BUG();
1760         }
1761         task_unlock(current);
1762
1763         return true;
1764 }
1765 #endif
1766
1767 /*
1768  * mempolicy_nodemask_intersects
1769  *
1770  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1771  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1772  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1773  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1774  *
1775  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1776  */
1777 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1778                                         const nodemask_t *mask)
1779 {
1780         struct mempolicy *mempolicy;
1781         bool ret = true;
1782
1783         if (!mask)
1784                 return ret;
1785         task_lock(tsk);
1786         mempolicy = tsk->mempolicy;
1787         if (!mempolicy)
1788                 goto out;
1789
1790         switch (mempolicy->mode) {
1791         case MPOL_PREFERRED:
1792                 /*
1793                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1794                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1795                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1796                  * nodes in mask.
1797                  */
1798                 break;
1799         case MPOL_BIND:
1800         case MPOL_INTERLEAVE:
1801                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1802                 break;
1803         default:
1804                 BUG();
1805         }
1806 out:
1807         task_unlock(tsk);
1808         return ret;
1809 }
1810
1811 /* Allocate a page in interleaved policy.
1812    Own path because it needs to do special accounting. */
1813 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1814                                         unsigned nid)
1815 {
1816         struct zonelist *zl;
1817         struct page *page;
1818
1819         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1820         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1821         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1822                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1823         return page;
1824 }
1825
1826 /**
1827  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1828  *
1829  *      @gfp:
1830  *      %GFP_USER    user allocation.
1831  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1832  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1833  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1834  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1835  *
1836  *      @order:Order of the GFP allocation.
1837  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1838  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1839  *
1840  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1841  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1842  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1843  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1844  *      all allocations for pages that will be mapped into
1845  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1846  *
1847  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1848  */
1849 struct page *
1850 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1851                 unsigned long addr, int node)
1852 {
1853         struct mempolicy *pol;
1854         struct zonelist *zl;
1855         struct page *page;
1856         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1857
1858 retry_cpuset:
1859         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1860         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1861
1862         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1863                 unsigned nid;
1864
1865                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1866                 mpol_cond_put(pol);
1867                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1868                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1869                         goto retry_cpuset;
1870
1871                 return page;
1872         }
1873         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1874         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1875                 /*
1876                  * slow path: ref counted shared policy
1877                  */
1878                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1879                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1880                 __mpol_put(pol);
1881                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1882                         goto retry_cpuset;
1883                 return page;
1884         }
1885         /*
1886          * fast path:  default or task policy
1887          */
1888         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1889                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1890         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1891                 goto retry_cpuset;
1892         return page;
1893 }
1894
1895 /**
1896  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1897  *
1898  *      @gfp:
1899  *              %GFP_USER   user allocation,
1900  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1901  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1902  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1903  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1904  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1905  *
1906  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1907  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1908  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1909  *
1910  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1911  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1912  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1913  */
1914 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1915 {
1916         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1917         struct page *page;
1918         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1919
1920         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1921                 pol = &default_policy;
1922
1923 retry_cpuset:
1924         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1925
1926         /*
1927          * No reference counting needed for current->mempolicy
1928          * nor system default_policy
1929          */
1930         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1931                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1932         else
1933                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1934                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1935                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1936
1937         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1938                 goto retry_cpuset;
1939
1940         return page;
1941 }
1942 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1943
1944 /*
1945  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1946  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1947  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1948  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1949  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1950  *
1951  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1952  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1953  */
1954
1955 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1956 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1957 {
1958         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1959
1960         if (!new)
1961                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1962
1963         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1964         if (old == current->mempolicy) {
1965                 task_lock(current);
1966                 *new = *old;
1967                 task_unlock(current);
1968         } else
1969                 *new = *old;
1970
1971         rcu_read_lock();
1972         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1973                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1974                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1975                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1976                 else
1977                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1978         }
1979         rcu_read_unlock();
1980         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1981         return new;
1982 }
1983
1984 /*
1985  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1986  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1987  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1988  * after return.  Use the returned value.
1989  *
1990  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1991  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1992  * shmem_readahead needs this.
1993  */
1994 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1995                                                 struct mempolicy *frompol)
1996 {
1997         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1998                 return frompol;
1999
2000         *tompol = *frompol;
2001         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
2002         __mpol_put(frompol);
2003         return tompol;
2004 }
2005
2006 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2007 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2008 {
2009         if (!a || !b)
2010                 return false;
2011         if (a->mode != b->mode)
2012                 return false;
2013         if (a->flags != b->flags)
2014                 return false;
2015         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2016                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2017                         return false;
2018
2019         switch (a->mode) {
2020         case MPOL_BIND:
2021                 /* Fall through */
2022         case MPOL_INTERLEAVE:
2023                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2024         case MPOL_PREFERRED:
2025                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2026         default:
2027                 BUG();
2028                 return false;
2029         }
2030 }
2031
2032 /*
2033  * Shared memory backing store policy support.
2034  *
2035  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2036  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2037  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2038  * for any accesses to the tree.
2039  */
2040
2041 /* lookup first element intersecting start-end */
2042 /* Caller holds sp->lock */
2043 static struct sp_node *
2044 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2045 {
2046         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2047
2048         while (n) {
2049                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2050
2051                 if (start >= p->end)
2052                         n = n->rb_right;
2053                 else if (end <= p->start)
2054                         n = n->rb_left;
2055                 else
2056                         break;
2057         }
2058         if (!n)
2059                 return NULL;
2060         for (;;) {
2061                 struct sp_node *w = NULL;
2062                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2063                 if (!prev)
2064                         break;
2065                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2066                 if (w->end <= start)
2067                         break;
2068                 n = prev;
2069         }
2070         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2071 }
2072
2073 /* Insert a new shared policy into the list. */
2074 /* Caller holds sp->lock */
2075 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2076 {
2077         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2078         struct rb_node *parent = NULL;
2079         struct sp_node *nd;
2080
2081         while (*p) {
2082                 parent = *p;
2083                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2084                 if (new->start < nd->start)
2085                         p = &(*p)->rb_left;
2086                 else if (new->end > nd->end)
2087                         p = &(*p)->rb_right;
2088                 else
2089                         BUG();
2090         }
2091         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2092         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2093         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2094                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2095 }
2096
2097 /* Find shared policy intersecting idx */
2098 struct mempolicy *
2099 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2100 {
2101         struct mempolicy *pol = NULL;
2102         struct sp_node *sn;
2103
2104         if (!sp->root.rb_node)
2105                 return NULL;
2106         spin_lock(&sp->lock);
2107         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2108         if (sn) {
2109                 mpol_get(sn->policy);
2110                 pol = sn->policy;
2111         }
2112         spin_unlock(&sp->lock);
2113         return pol;
2114 }
2115
2116 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2117 {
2118         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2119         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2120         mpol_put(n->policy);
2121         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2122 }
2123
2124 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2125                                 struct mempolicy *pol)
2126 {
2127         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2128
2129         if (!n)
2130                 return NULL;
2131         n->start = start;
2132         n->end = end;
2133         mpol_get(pol);
2134         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2135         n->policy = pol;
2136         return n;
2137 }
2138
2139 /* Replace a policy range. */
2140 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2141                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2142 {
2143         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2144
2145 restart:
2146         spin_lock(&sp->lock);
2147         n = sp_lookup(sp, start, end);
2148         /* Take care of old policies in the same range. */
2149         while (n && n->start < end) {
2150                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2151                 if (n->start >= start) {
2152                         if (n->end <= end)
2153                                 sp_delete(sp, n);
2154                         else
2155                                 n->start = end;
2156                 } else {
2157                         /* Old policy spanning whole new range. */
2158                         if (n->end > end) {
2159                                 if (!new2) {
2160                                         spin_unlock(&sp->lock);
2161                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2162                                         if (!new2)
2163                                                 return -ENOMEM;
2164                                         goto restart;
2165                                 }
2166                                 n->end = start;
2167                                 sp_insert(sp, new2);
2168                                 new2 = NULL;
2169                                 break;
2170                         } else
2171                                 n->end = start;
2172                 }
2173                 if (!next)
2174                         break;
2175                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2176         }
2177         if (new)
2178                 sp_insert(sp, new);
2179         spin_unlock(&sp->lock);
2180         if (new2) {
2181                 mpol_put(new2->policy);
2182                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2183         }
2184         return 0;
2185 }
2186
2187 /**
2188  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2189  * @sp: pointer to inode shared policy
2190  * @mpol:  struct mempolicy to install
2191  *
2192  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2193  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2194  * This must be released on exit.
2195  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2196  */
2197 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2198 {
2199         int ret;
2200
2201         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2202         spin_lock_init(&sp->lock);
2203
2204         if (mpol) {
2205                 struct vm_area_struct pvma;
2206                 struct mempolicy *new;
2207                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2208
2209                 if (!scratch)
2210                         goto put_mpol;
2211                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2212                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2213                 if (IS_ERR(new))
2214                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2215
2216                 task_lock(current);
2217                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2218                 task_unlock(current);
2219                 if (ret)
2220                         goto put_new;
2221
2222                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2223                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2224                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2225                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2226
2227 put_new:
2228                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2229 free_scratch:
2230                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2231 put_mpol:
2232                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2233         }
2234 }
2235
2236 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2237                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2238 {
2239         int err;
2240         struct sp_node *new = NULL;
2241         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2242
2243         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2244                  vma->vm_pgoff,
2245                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2246                  npol ? npol->flags : -1,
2247                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2248
2249         if (npol) {
2250                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2251                 if (!new)
2252                         return -ENOMEM;
2253         }
2254         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2255         if (err && new)
2256                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2257         return err;
2258 }
2259
2260 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2261 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2262 {
2263         struct sp_node *n;
2264         struct rb_node *next;
2265
2266         if (!p->root.rb_node)
2267                 return;
2268         spin_lock(&p->lock);
2269         next = rb_first(&p->root);
2270         while (next) {
2271                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2272                 next = rb_next(&n->nd);
2273                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2274                 mpol_put(n->policy);
2275                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2276         }
2277         spin_unlock(&p->lock);
2278 }
2279
2280 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2281 void __init numa_policy_init(void)
2282 {
2283         nodemask_t interleave_nodes;
2284         unsigned long largest = 0;
2285         int nid, prefer = 0;
2286
2287         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2288                                          sizeof(struct mempolicy),
2289                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2290
2291         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2292                                      sizeof(struct sp_node),
2293                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2294
2295         /*
2296          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2297          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2298          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2299          */
2300         nodes_clear(interleave_nodes);
2301         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2302                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2303
2304                 /* Preserve the largest node */
2305                 if (largest < total_pages) {
2306                         largest = total_pages;
2307                         prefer = nid;
2308                 }
2309
2310                 /* Interleave this node? */
2311                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2312                         node_set(nid, interleave_nodes);
2313         }
2314
2315         /* All too small, use the largest */
2316         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2317                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2318
2319         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2320                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2321 }
2322
2323 /* Reset policy of current process to default */
2324 void numa_default_policy(void)
2325 {
2326         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2327 }
2328
2329 /*
2330  * Parse and format mempolicy from/to strings
2331  */
2332
2333 /*
2334  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2335  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2336  */
2337 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2338 static const char * const policy_modes[] =
2339 {
2340         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2341         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2342         [MPOL_BIND]       = "bind",
2343         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2344         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2345 };
2346
2347
2348 #ifdef CONFIG_TMPFS
2349 /**
2350  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2351  * @str:  string containing mempolicy to parse
2352  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2353  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2354  *
2355  * Format of input:
2356  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2357  *
2358  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2359  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2360  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2361  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2362  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2363  * it again is redundant, but safe.
2364  *
2365  * On success, returns 0, else 1
2366  */
2367 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2368 {
2369         struct mempolicy *new = NULL;
2370         unsigned short mode;
2371         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2372         nodemask_t nodes;
2373         char *nodelist = strchr(str, ':');
2374         char *flags = strchr(str, '=');
2375         int err = 1;
2376
2377         if (nodelist) {
2378                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2379                 *nodelist++ = '\0';
2380                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2381                         goto out;
2382                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2383                         goto out;
2384         } else
2385                 nodes_clear(nodes);
2386
2387         if (flags)
2388                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2389
2390         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2391                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2392                         break;
2393                 }
2394         }
2395         if (mode > MPOL_LOCAL)
2396                 goto out;
2397
2398         switch (mode) {
2399         case MPOL_PREFERRED:
2400                 /*
2401                  * Insist on a nodelist of one node only
2402                  */
2403                 if (nodelist) {
2404                         char *rest = nodelist;
2405                         while (isdigit(*rest))
2406                                 rest++;
2407                         if (*rest)
2408                                 goto out;
2409                 }
2410                 break;
2411         case MPOL_INTERLEAVE:
2412                 /*
2413                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2414                  */
2415                 if (!nodelist)
2416                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2417                 break;
2418         case MPOL_LOCAL:
2419                 /*
2420                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2421                  */
2422                 if (nodelist)
2423                         goto out;
2424                 mode = MPOL_PREFERRED;
2425                 break;
2426         case MPOL_DEFAULT:
2427                 /*
2428                  * Insist on a empty nodelist
2429                  */
2430                 if (!nodelist)
2431                         err = 0;
2432                 goto out;
2433         case MPOL_BIND:
2434                 /*
2435                  * Insist on a nodelist
2436                  */
2437                 if (!nodelist)
2438                         goto out;
2439         }
2440
2441         mode_flags = 0;
2442         if (flags) {
2443                 /*
2444                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2445                  * mode flags.
2446                  */
2447                 if (!strcmp(flags, "static"))
2448                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2449                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2450                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2451                 else
2452                         goto out;
2453         }
2454
2455         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2456         if (IS_ERR(new))
2457                 goto out;
2458
2459         if (no_context) {
2460                 /* save for contextualization */
2461                 new->w.user_nodemask = nodes;
2462         } else {
2463                 int ret;
2464                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2465                 if (scratch) {
2466                         task_lock(current);
2467                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2468                         task_unlock(current);
2469                 } else
2470                         ret = -ENOMEM;
2471                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2472                 if (ret) {
2473                         mpol_put(new);
2474                         goto out;
2475                 }
2476         }
2477         err = 0;
2478
2479 out:
2480         /* Restore string for error message */
2481         if (nodelist)
2482                 *--nodelist = ':';
2483         if (flags)
2484                 *--flags = '=';
2485         if (!err)
2486                 *mpol = new;
2487         return err;
2488 }
2489 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2490
2491 /**
2492  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2493  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2494  * @maxlen:  length of @buffer
2495  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2496  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2497  *
2498  * Convert a mempolicy into a string.
2499  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2500  * or an error (negative)
2501  */
2502 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2503 {
2504         char *p = buffer;
2505         int l;
2506         nodemask_t nodes;
2507         unsigned short mode;
2508         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2509
2510         /*
2511          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2512          */
2513         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2514
2515         if (!pol || pol == &default_policy)
2516                 mode = MPOL_DEFAULT;
2517         else
2518                 mode = pol->mode;
2519
2520         switch (mode) {
2521         case MPOL_DEFAULT:
2522                 nodes_clear(nodes);
2523                 break;
2524
2525         case MPOL_PREFERRED:
2526                 nodes_clear(nodes);
2527                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2528                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2529                 else
2530                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2531                 break;
2532
2533         case MPOL_BIND:
2534                 /* Fall through */
2535         case MPOL_INTERLEAVE:
2536                 if (no_context)
2537                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2538                 else
2539                         nodes = pol->v.nodes;
2540                 break;
2541
2542         default:
2543                 BUG();
2544         }
2545
2546         l = strlen(policy_modes[mode]);
2547         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2548                 return -ENOSPC;
2549
2550         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2551         p += l;
2552
2553         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2554                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2555                         return -ENOSPC;
2556                 *p++ = '=';
2557
2558                 /*
2559                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2560                  */
2561                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2562                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2563                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2564                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2565         }
2566
2567         if (!nodes_empty(nodes)) {
2568                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2569                         return -ENOSPC;
2570                 *p++ = ':';
2571                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2572         }
2573         return p - buffer;
2574 }