mempolicy: rename policy_types and cleanup initialization
[linux-2.6.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/module.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96
97 #include "internal.h"
98
99 /* Internal flags */
100 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
101 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
102 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
123 } mpol_ops[MPOL_MAX];
124
125 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
126 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
127 {
128         int nd, k;
129
130         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
131                 struct zone *z;
132
133                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
134                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
135                         if (z->present_pages > 0)
136                                 return 1;
137                 }
138         }
139
140         return 0;
141 }
142
143 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
144 {
145         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
146 }
147
148 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
149                                    const nodemask_t *rel)
150 {
151         nodemask_t tmp;
152         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
153         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
154 }
155
156 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
157 {
158         if (nodes_empty(*nodes))
159                 return -EINVAL;
160         pol->v.nodes = *nodes;
161         return 0;
162 }
163
164 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
165 {
166         if (!nodes)
167                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
168         else if (nodes_empty(*nodes))
169                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
170         else
171                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
172         return 0;
173 }
174
175 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
176 {
177         if (!is_valid_nodemask(nodes))
178                 return -EINVAL;
179         pol->v.nodes = *nodes;
180         return 0;
181 }
182
183 /*
184  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
185  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
186  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
187  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
188  *
189  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
190  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
191  */
192 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
193                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
194 {
195         int ret;
196
197         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
198         if (pol == NULL)
199                 return 0;
200         /* Check N_HIGH_MEMORY */
201         nodes_and(nsc->mask1,
202                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
203
204         VM_BUG_ON(!nodes);
205         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
206                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
207         else {
208                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
209                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
210                 else
211                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
212
213                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
214                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
215                 else
216                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
217                                                 cpuset_current_mems_allowed;
218         }
219
220         if (nodes)
221                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
222         else
223                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
224         return ret;
225 }
226
227 /*
228  * This function just creates a new policy, does some check and simple
229  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
230  */
231 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
232                                   nodemask_t *nodes)
233 {
234         struct mempolicy *policy;
235
236         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
237                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
238
239         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
240                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
241                         return ERR_PTR(-EINVAL);
242                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
243         }
244         VM_BUG_ON(!nodes);
245
246         /*
247          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
248          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
249          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
250          */
251         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
252                 if (nodes_empty(*nodes)) {
253                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
254                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
255                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
256                 }
257         } else if (nodes_empty(*nodes))
258                 return ERR_PTR(-EINVAL);
259         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
260         if (!policy)
261                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
262         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
263         policy->mode = mode;
264         policy->flags = flags;
265
266         return policy;
267 }
268
269 /* Slow path of a mpol destructor. */
270 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
271 {
272         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
273                 return;
274         kmem_cache_free(policy_cache, p);
275 }
276
277 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
278 {
279 }
280
281 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol,
282                                  const nodemask_t *nodes)
283 {
284         nodemask_t tmp;
285
286         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
287                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
288         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
289                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
290         else {
291                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
292                             *nodes);
293                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
294         }
295
296         pol->v.nodes = tmp;
297         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
298                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
299                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
300                         current->il_next = first_node(tmp);
301                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
302                         current->il_next = numa_node_id();
303         }
304 }
305
306 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
307                                   const nodemask_t *nodes)
308 {
309         nodemask_t tmp;
310
311         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
312                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
313
314                 if (node_isset(node, *nodes)) {
315                         pol->v.preferred_node = node;
316                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
317                 } else
318                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
319         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
320                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
321                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
322         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
323                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
324                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
325                                                    *nodes);
326                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
327         }
328 }
329
330 /* Migrate a policy to a different set of nodes */
331 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol,
332                                const nodemask_t *newmask)
333 {
334         if (!pol)
335                 return;
336         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
337             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
338                 return;
339         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
340 }
341
342 /*
343  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
344  * pointer, and updates task mempolicy.
345  *
346  * Called with task's alloc_lock held.
347  */
348
349 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
350 {
351         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
352 }
353
354 /*
355  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
356  *
357  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
358  */
359
360 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
361 {
362         struct vm_area_struct *vma;
363
364         down_write(&mm->mmap_sem);
365         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
366                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
367         up_write(&mm->mmap_sem);
368 }
369
370 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
371         [MPOL_DEFAULT] = {
372                 .rebind = mpol_rebind_default,
373         },
374         [MPOL_INTERLEAVE] = {
375                 .create = mpol_new_interleave,
376                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
377         },
378         [MPOL_PREFERRED] = {
379                 .create = mpol_new_preferred,
380                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
381         },
382         [MPOL_BIND] = {
383                 .create = mpol_new_bind,
384                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
385         },
386 };
387
388 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
389 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
390                                 unsigned long flags);
391
392 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
393 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
394                 unsigned long addr, unsigned long end,
395                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
396                 void *private)
397 {
398         pte_t *orig_pte;
399         pte_t *pte;
400         spinlock_t *ptl;
401
402         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
403         do {
404                 struct page *page;
405                 int nid;
406
407                 if (!pte_present(*pte))
408                         continue;
409                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
410                 if (!page)
411                         continue;
412                 /*
413                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
414                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
415                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
416                  */
417                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
418                         continue;
419                 nid = page_to_nid(page);
420                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
421                         continue;
422
423                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
424                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
425                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
426                         migrate_page_add(page, private, flags);
427                 else
428                         break;
429         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
430         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
431         return addr != end;
432 }
433
434 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
435                 unsigned long addr, unsigned long end,
436                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
437                 void *private)
438 {
439         pmd_t *pmd;
440         unsigned long next;
441
442         pmd = pmd_offset(pud, addr);
443         do {
444                 next = pmd_addr_end(addr, end);
445                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
446                         continue;
447                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
448                                     flags, private))
449                         return -EIO;
450         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
451         return 0;
452 }
453
454 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
455                 unsigned long addr, unsigned long end,
456                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
457                 void *private)
458 {
459         pud_t *pud;
460         unsigned long next;
461
462         pud = pud_offset(pgd, addr);
463         do {
464                 next = pud_addr_end(addr, end);
465                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
466                         continue;
467                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
468                                     flags, private))
469                         return -EIO;
470         } while (pud++, addr = next, addr != end);
471         return 0;
472 }
473
474 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
475                 unsigned long addr, unsigned long end,
476                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
477                 void *private)
478 {
479         pgd_t *pgd;
480         unsigned long next;
481
482         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
483         do {
484                 next = pgd_addr_end(addr, end);
485                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
486                         continue;
487                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
488                                     flags, private))
489                         return -EIO;
490         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
491         return 0;
492 }
493
494 /*
495  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
496  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
497  * put them on the pagelist.
498  */
499 static struct vm_area_struct *
500 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
501                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
502 {
503         int err;
504         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
505
506
507         first = find_vma(mm, start);
508         if (!first)
509                 return ERR_PTR(-EFAULT);
510         prev = NULL;
511         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
512                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
513                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
514                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
515                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
516                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
517                 }
518                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
519                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
520                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
521                                 vma_migratable(vma)))) {
522                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
523
524                         if (endvma > end)
525                                 endvma = end;
526                         if (vma->vm_start > start)
527                                 start = vma->vm_start;
528                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
529                                                 flags, private);
530                         if (err) {
531                                 first = ERR_PTR(err);
532                                 break;
533                         }
534                 }
535                 prev = vma;
536         }
537         return first;
538 }
539
540 /* Apply policy to a single VMA */
541 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
542 {
543         int err = 0;
544         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
545
546         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
547                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
548                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
549                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
550
551         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
552                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
553         if (!err) {
554                 mpol_get(new);
555                 vma->vm_policy = new;
556                 mpol_put(old);
557         }
558         return err;
559 }
560
561 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
562 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
563                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
564 {
565         struct vm_area_struct *next;
566         struct vm_area_struct *prev;
567         struct vm_area_struct *vma;
568         int err = 0;
569         pgoff_t pgoff;
570         unsigned long vmstart;
571         unsigned long vmend;
572
573         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
574         if (!vma || vma->vm_start > start)
575                 return -EFAULT;
576
577         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
578                 next = vma->vm_next;
579                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
580                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
581
582                 pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
583                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
584                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, new_pol);
585                 if (prev) {
586                         vma = prev;
587                         next = vma->vm_next;
588                         continue;
589                 }
590                 if (vma->vm_start != vmstart) {
591                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
592                         if (err)
593                                 goto out;
594                 }
595                 if (vma->vm_end != vmend) {
596                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
597                         if (err)
598                                 goto out;
599                 }
600                 err = policy_vma(vma, new_pol);
601                 if (err)
602                         goto out;
603         }
604
605  out:
606         return err;
607 }
608
609 /*
610  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
611  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
612  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
613  *
614  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
615  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
616  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
617  *
618  * The above limitation is why this routine has the funny name
619  * mpol_fix_fork_child_flag().
620  *
621  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
622  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
623  * for use within this file.
624  */
625
626 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
627 {
628         if (p->mempolicy)
629                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
630         else
631                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
632 }
633
634 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
635 {
636         mpol_fix_fork_child_flag(current);
637 }
638
639 /* Set the process memory policy */
640 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
641                              nodemask_t *nodes)
642 {
643         struct mempolicy *new, *old;
644         struct mm_struct *mm = current->mm;
645         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
646         int ret;
647
648         if (!scratch)
649                 return -ENOMEM;
650
651         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
652         if (IS_ERR(new)) {
653                 ret = PTR_ERR(new);
654                 goto out;
655         }
656         /*
657          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
658          * is using it.
659          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
660          * with no 'mm'.
661          */
662         if (mm)
663                 down_write(&mm->mmap_sem);
664         task_lock(current);
665         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
666         if (ret) {
667                 task_unlock(current);
668                 if (mm)
669                         up_write(&mm->mmap_sem);
670                 mpol_put(new);
671                 goto out;
672         }
673         old = current->mempolicy;
674         current->mempolicy = new;
675         mpol_set_task_struct_flag();
676         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
677             nodes_weight(new->v.nodes))
678                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
679         task_unlock(current);
680         if (mm)
681                 up_write(&mm->mmap_sem);
682
683         mpol_put(old);
684         ret = 0;
685 out:
686         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
687         return ret;
688 }
689
690 /*
691  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
692  *
693  * Called with task's alloc_lock held
694  */
695 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
696 {
697         nodes_clear(*nodes);
698         if (p == &default_policy)
699                 return;
700
701         switch (p->mode) {
702         case MPOL_BIND:
703                 /* Fall through */
704         case MPOL_INTERLEAVE:
705                 *nodes = p->v.nodes;
706                 break;
707         case MPOL_PREFERRED:
708                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
709                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
710                 /* else return empty node mask for local allocation */
711                 break;
712         default:
713                 BUG();
714         }
715 }
716
717 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
718 {
719         struct page *p;
720         int err;
721
722         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
723         if (err >= 0) {
724                 err = page_to_nid(p);
725                 put_page(p);
726         }
727         return err;
728 }
729
730 /* Retrieve NUMA policy */
731 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
732                              unsigned long addr, unsigned long flags)
733 {
734         int err;
735         struct mm_struct *mm = current->mm;
736         struct vm_area_struct *vma = NULL;
737         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
738
739         if (flags &
740                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
741                 return -EINVAL;
742
743         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
744                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
745                         return -EINVAL;
746                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
747                 task_lock(current);
748                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
749                 task_unlock(current);
750                 return 0;
751         }
752
753         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
754                 /*
755                  * Do NOT fall back to task policy if the
756                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
757                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
758                  */
759                 down_read(&mm->mmap_sem);
760                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
761                 if (!vma) {
762                         up_read(&mm->mmap_sem);
763                         return -EFAULT;
764                 }
765                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
766                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
767                 else
768                         pol = vma->vm_policy;
769         } else if (addr)
770                 return -EINVAL;
771
772         if (!pol)
773                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
774
775         if (flags & MPOL_F_NODE) {
776                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
777                         err = lookup_node(mm, addr);
778                         if (err < 0)
779                                 goto out;
780                         *policy = err;
781                 } else if (pol == current->mempolicy &&
782                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
783                         *policy = current->il_next;
784                 } else {
785                         err = -EINVAL;
786                         goto out;
787                 }
788         } else {
789                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
790                                                 pol->mode;
791                 /*
792                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
793                  * the policy to userspace.
794                  */
795                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
796         }
797
798         if (vma) {
799                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
800                 vma = NULL;
801         }
802
803         err = 0;
804         if (nmask) {
805                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
806                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
807                 } else {
808                         task_lock(current);
809                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
810                         task_unlock(current);
811                 }
812         }
813
814  out:
815         mpol_cond_put(pol);
816         if (vma)
817                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
818         return err;
819 }
820
821 #ifdef CONFIG_MIGRATION
822 /*
823  * page migration
824  */
825 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
826                                 unsigned long flags)
827 {
828         /*
829          * Avoid migrating a page that is shared with others.
830          */
831         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
832                 if (!isolate_lru_page(page)) {
833                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
834                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
835                                             page_is_file_cache(page));
836                 }
837         }
838 }
839
840 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
841 {
842         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
843 }
844
845 /*
846  * Migrate pages from one node to a target node.
847  * Returns error or the number of pages not migrated.
848  */
849 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
850                            int flags)
851 {
852         nodemask_t nmask;
853         LIST_HEAD(pagelist);
854         int err = 0;
855
856         nodes_clear(nmask);
857         node_set(source, nmask);
858
859         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, TASK_SIZE, &nmask,
860                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
861
862         if (!list_empty(&pagelist))
863                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest, 0);
864
865         return err;
866 }
867
868 /*
869  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
870  * layout as much as possible.
871  *
872  * Returns the number of page that could not be moved.
873  */
874 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
875         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
876 {
877         int busy = 0;
878         int err;
879         nodemask_t tmp;
880
881         err = migrate_prep();
882         if (err)
883                 return err;
884
885         down_read(&mm->mmap_sem);
886
887         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
888         if (err)
889                 goto out;
890
891         /*
892          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
893          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
894          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
895          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
896          *
897          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
898          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
899          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
900          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
901          *
902          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
903          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
904          * (nothing left to migrate).
905          *
906          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
907          * if possible the dest node is not already occupied by some other
908          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
909          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
910          * before migrating outgoing memory source that same node.
911          *
912          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
913          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
914          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
915          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
916          * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
917          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
918          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
919          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
920          */
921
922         tmp = *from_nodes;
923         while (!nodes_empty(tmp)) {
924                 int s,d;
925                 int source = -1;
926                 int dest = 0;
927
928                 for_each_node_mask(s, tmp) {
929                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
930                         if (s == d)
931                                 continue;
932
933                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
934                         dest = d;
935
936                         /* dest not in remaining from nodes? */
937                         if (!node_isset(dest, tmp))
938                                 break;
939                 }
940                 if (source == -1)
941                         break;
942
943                 node_clear(source, tmp);
944                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
945                 if (err > 0)
946                         busy += err;
947                 if (err < 0)
948                         break;
949         }
950 out:
951         up_read(&mm->mmap_sem);
952         if (err < 0)
953                 return err;
954         return busy;
955
956 }
957
958 /*
959  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
960  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
961  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
962  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
963  * is in virtual address order.
964  */
965 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
966 {
967         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
968         unsigned long uninitialized_var(address);
969
970         while (vma) {
971                 address = page_address_in_vma(page, vma);
972                 if (address != -EFAULT)
973                         break;
974                 vma = vma->vm_next;
975         }
976
977         /*
978          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
979          */
980         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
981 }
982 #else
983
984 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
985                                 unsigned long flags)
986 {
987 }
988
989 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
990         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
991 {
992         return -ENOSYS;
993 }
994
995 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
996 {
997         return NULL;
998 }
999 #endif
1000
1001 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1002                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1003                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1004 {
1005         struct vm_area_struct *vma;
1006         struct mm_struct *mm = current->mm;
1007         struct mempolicy *new;
1008         unsigned long end;
1009         int err;
1010         LIST_HEAD(pagelist);
1011
1012         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1013                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1014                 return -EINVAL;
1015         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1016                 return -EPERM;
1017
1018         if (start & ~PAGE_MASK)
1019                 return -EINVAL;
1020
1021         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1022                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1023
1024         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1025         end = start + len;
1026
1027         if (end < start)
1028                 return -EINVAL;
1029         if (end == start)
1030                 return 0;
1031
1032         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1033         if (IS_ERR(new))
1034                 return PTR_ERR(new);
1035
1036         /*
1037          * If we are using the default policy then operation
1038          * on discontinuous address spaces is okay after all
1039          */
1040         if (!new)
1041                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1042
1043         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1044                  start, start + len, mode, mode_flags,
1045                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1046
1047         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1048
1049                 err = migrate_prep();
1050                 if (err)
1051                         goto mpol_out;
1052         }
1053         {
1054                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1055                 if (scratch) {
1056                         down_write(&mm->mmap_sem);
1057                         task_lock(current);
1058                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1059                         task_unlock(current);
1060                         if (err)
1061                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1062                 } else
1063                         err = -ENOMEM;
1064                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1065         }
1066         if (err)
1067                 goto mpol_out;
1068
1069         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1070                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1071
1072         err = PTR_ERR(vma);
1073         if (!IS_ERR(vma)) {
1074                 int nr_failed = 0;
1075
1076                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1077
1078                 if (!list_empty(&pagelist))
1079                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1080                                                 (unsigned long)vma, 0);
1081
1082                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1083                         err = -EIO;
1084         } else
1085                 putback_lru_pages(&pagelist);
1086
1087         up_write(&mm->mmap_sem);
1088  mpol_out:
1089         mpol_put(new);
1090         return err;
1091 }
1092
1093 /*
1094  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1095  */
1096
1097 /* Copy a node mask from user space. */
1098 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1099                      unsigned long maxnode)
1100 {
1101         unsigned long k;
1102         unsigned long nlongs;
1103         unsigned long endmask;
1104
1105         --maxnode;
1106         nodes_clear(*nodes);
1107         if (maxnode == 0 || !nmask)
1108                 return 0;
1109         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1110                 return -EINVAL;
1111
1112         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1113         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1114                 endmask = ~0UL;
1115         else
1116                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1117
1118         /* When the user specified more nodes than supported just check
1119            if the non supported part is all zero. */
1120         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1121                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1122                         return -EINVAL;
1123                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1124                         unsigned long t;
1125                         if (get_user(t, nmask + k))
1126                                 return -EFAULT;
1127                         if (k == nlongs - 1) {
1128                                 if (t & endmask)
1129                                         return -EINVAL;
1130                         } else if (t)
1131                                 return -EINVAL;
1132                 }
1133                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1134                 endmask = ~0UL;
1135         }
1136
1137         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1138                 return -EFAULT;
1139         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 /* Copy a kernel node mask to user space */
1144 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1145                               nodemask_t *nodes)
1146 {
1147         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1148         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1149
1150         if (copy > nbytes) {
1151                 if (copy > PAGE_SIZE)
1152                         return -EINVAL;
1153                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1154                         return -EFAULT;
1155                 copy = nbytes;
1156         }
1157         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1158 }
1159
1160 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1161                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1162                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1163 {
1164         nodemask_t nodes;
1165         int err;
1166         unsigned short mode_flags;
1167
1168         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1169         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1170         if (mode >= MPOL_MAX)
1171                 return -EINVAL;
1172         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1173             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1174                 return -EINVAL;
1175         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1176         if (err)
1177                 return err;
1178         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1179 }
1180
1181 /* Set the process memory policy */
1182 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1183                 unsigned long, maxnode)
1184 {
1185         int err;
1186         nodemask_t nodes;
1187         unsigned short flags;
1188
1189         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1190         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1191         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1192                 return -EINVAL;
1193         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1194                 return -EINVAL;
1195         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1196         if (err)
1197                 return err;
1198         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1199 }
1200
1201 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1202                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1203                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1204 {
1205         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1206         struct mm_struct *mm;
1207         struct task_struct *task;
1208         nodemask_t old;
1209         nodemask_t new;
1210         nodemask_t task_nodes;
1211         int err;
1212
1213         err = get_nodes(&old, old_nodes, maxnode);
1214         if (err)
1215                 return err;
1216
1217         err = get_nodes(&new, new_nodes, maxnode);
1218         if (err)
1219                 return err;
1220
1221         /* Find the mm_struct */
1222         read_lock(&tasklist_lock);
1223         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1224         if (!task) {
1225                 read_unlock(&tasklist_lock);
1226                 return -ESRCH;
1227         }
1228         mm = get_task_mm(task);
1229         read_unlock(&tasklist_lock);
1230
1231         if (!mm)
1232                 return -EINVAL;
1233
1234         /*
1235          * Check if this process has the right to modify the specified
1236          * process. The right exists if the process has administrative
1237          * capabilities, superuser privileges or the same
1238          * userid as the target process.
1239          */
1240         rcu_read_lock();
1241         tcred = __task_cred(task);
1242         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1243             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1244             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1245                 rcu_read_unlock();
1246                 err = -EPERM;
1247                 goto out;
1248         }
1249         rcu_read_unlock();
1250
1251         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1252         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1253         if (!nodes_subset(new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1254                 err = -EPERM;
1255                 goto out;
1256         }
1257
1258         if (!nodes_subset(new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1259                 err = -EINVAL;
1260                 goto out;
1261         }
1262
1263         err = security_task_movememory(task);
1264         if (err)
1265                 goto out;
1266
1267         err = do_migrate_pages(mm, &old, &new,
1268                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1269 out:
1270         mmput(mm);
1271         return err;
1272 }
1273
1274
1275 /* Retrieve NUMA policy */
1276 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1277                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1278                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1279 {
1280         int err;
1281         int uninitialized_var(pval);
1282         nodemask_t nodes;
1283
1284         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1285                 return -EINVAL;
1286
1287         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1288
1289         if (err)
1290                 return err;
1291
1292         if (policy && put_user(pval, policy))
1293                 return -EFAULT;
1294
1295         if (nmask)
1296                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1297
1298         return err;
1299 }
1300
1301 #ifdef CONFIG_COMPAT
1302
1303 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1304                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1305                                      compat_ulong_t maxnode,
1306                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1307 {
1308         long err;
1309         unsigned long __user *nm = NULL;
1310         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1311         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1312
1313         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1314         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1315
1316         if (nmask)
1317                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1318
1319         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1320
1321         if (!err && nmask) {
1322                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1323                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1324                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1325                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1326         }
1327
1328         return err;
1329 }
1330
1331 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1332                                      compat_ulong_t maxnode)
1333 {
1334         long err = 0;
1335         unsigned long __user *nm = NULL;
1336         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1337         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1338
1339         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1340         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1341
1342         if (nmask) {
1343                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1344                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1345                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1346         }
1347
1348         if (err)
1349                 return -EFAULT;
1350
1351         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1352 }
1353
1354 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1355                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1356                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1357 {
1358         long err = 0;
1359         unsigned long __user *nm = NULL;
1360         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1361         nodemask_t bm;
1362
1363         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1364         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1365
1366         if (nmask) {
1367                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1368                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1369                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1370         }
1371
1372         if (err)
1373                 return -EFAULT;
1374
1375         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1376 }
1377
1378 #endif
1379
1380 /*
1381  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1382  * @task - task for fallback if vma policy == default
1383  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1384  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1385  *
1386  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1387  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1388  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1389  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1390  * the caller.
1391  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1392  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1393  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1394  * extra reference for shared policies.
1395  */
1396 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1397                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1398 {
1399         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1400
1401         if (vma) {
1402                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1403                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1404                                                                         addr);
1405                         if (vpol)
1406                                 pol = vpol;
1407                 } else if (vma->vm_policy)
1408                         pol = vma->vm_policy;
1409         }
1410         if (!pol)
1411                 pol = &default_policy;
1412         return pol;
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1417  * page allocation
1418  */
1419 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1420 {
1421         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1422         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1423                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1424                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1425                 return &policy->v.nodes;
1426
1427         return NULL;
1428 }
1429
1430 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1431 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1432 {
1433         int nd = numa_node_id();
1434
1435         switch (policy->mode) {
1436         case MPOL_PREFERRED:
1437                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1438                         nd = policy->v.preferred_node;
1439                 break;
1440         case MPOL_BIND:
1441                 /*
1442                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1443                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1444                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1445                  * the first node in the mask instead.
1446                  */
1447                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1448                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1449                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1450                 break;
1451         default:
1452                 BUG();
1453         }
1454         return node_zonelist(nd, gfp);
1455 }
1456
1457 /* Do dynamic interleaving for a process */
1458 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1459 {
1460         unsigned nid, next;
1461         struct task_struct *me = current;
1462
1463         nid = me->il_next;
1464         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1465         if (next >= MAX_NUMNODES)
1466                 next = first_node(policy->v.nodes);
1467         if (next < MAX_NUMNODES)
1468                 me->il_next = next;
1469         return nid;
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1474  * next slab entry.
1475  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1476  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1477  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1478  * such protection.
1479  */
1480 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1481 {
1482         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1483                 return numa_node_id();
1484
1485         switch (policy->mode) {
1486         case MPOL_PREFERRED:
1487                 /*
1488                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1489                  */
1490                 return policy->v.preferred_node;
1491
1492         case MPOL_INTERLEAVE:
1493                 return interleave_nodes(policy);
1494
1495         case MPOL_BIND: {
1496                 /*
1497                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1498                  * first node.
1499                  */
1500                 struct zonelist *zonelist;
1501                 struct zone *zone;
1502                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1503                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1504                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1505                                                         &policy->v.nodes,
1506                                                         &zone);
1507                 return zone->node;
1508         }
1509
1510         default:
1511                 BUG();
1512         }
1513 }
1514
1515 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1516 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1517                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1518 {
1519         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1520         unsigned target;
1521         int c;
1522         int nid = -1;
1523
1524         if (!nnodes)
1525                 return numa_node_id();
1526         target = (unsigned int)off % nnodes;
1527         c = 0;
1528         do {
1529                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1530                 c++;
1531         } while (c <= target);
1532         return nid;
1533 }
1534
1535 /* Determine a node number for interleave */
1536 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1537                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1538 {
1539         if (vma) {
1540                 unsigned long off;
1541
1542                 /*
1543                  * for small pages, there is no difference between
1544                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1545                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1546                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1547                  * a useful offset.
1548                  */
1549                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1550                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1551                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1552                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1553         } else
1554                 return interleave_nodes(pol);
1555 }
1556
1557 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1558 /*
1559  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1560  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1561  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1562  * @gfp_flags = for requested zone
1563  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1564  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1565  *
1566  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1567  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1568  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1569  * @nodemask for filtering the zonelist.
1570  */
1571 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1572                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1573                                 nodemask_t **nodemask)
1574 {
1575         struct zonelist *zl;
1576
1577         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1578         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1579
1580         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1581                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1582                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1583         } else {
1584                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol);
1585                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1586                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1587         }
1588         return zl;
1589 }
1590
1591 /*
1592  * init_nodemask_of_mempolicy
1593  *
1594  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1595  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1596  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1597  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1598  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1599  * of non-default mempolicy.
1600  *
1601  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1602  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1603  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1604  *
1605  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1606  */
1607 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1608 {
1609         struct mempolicy *mempolicy;
1610         int nid;
1611
1612         if (!(mask && current->mempolicy))
1613                 return false;
1614
1615         mempolicy = current->mempolicy;
1616         switch (mempolicy->mode) {
1617         case MPOL_PREFERRED:
1618                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1619                         nid = numa_node_id();
1620                 else
1621                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1622                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1623                 break;
1624
1625         case MPOL_BIND:
1626                 /* Fall through */
1627         case MPOL_INTERLEAVE:
1628                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1629                 break;
1630
1631         default:
1632                 BUG();
1633         }
1634
1635         return true;
1636 }
1637 #endif
1638
1639 /* Allocate a page in interleaved policy.
1640    Own path because it needs to do special accounting. */
1641 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1642                                         unsigned nid)
1643 {
1644         struct zonelist *zl;
1645         struct page *page;
1646
1647         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1648         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1649         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1650                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1651         return page;
1652 }
1653
1654 /**
1655  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1656  *
1657  *      @gfp:
1658  *      %GFP_USER    user allocation.
1659  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1660  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1661  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1662  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1663  *
1664  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1665  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1666  *
1667  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1668  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1669  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1670  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1671  *      all allocations for pages that will be mapped into
1672  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1673  *
1674  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1675  */
1676 struct page *
1677 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1678 {
1679         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1680         struct zonelist *zl;
1681
1682         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1683                 unsigned nid;
1684
1685                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1686                 mpol_cond_put(pol);
1687                 return alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1688         }
1689         zl = policy_zonelist(gfp, pol);
1690         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1691                 /*
1692                  * slow path: ref counted shared policy
1693                  */
1694                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, 0,
1695                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1696                 __mpol_put(pol);
1697                 return page;
1698         }
1699         /*
1700          * fast path:  default or task policy
1701          */
1702         return __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1703 }
1704
1705 /**
1706  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1707  *
1708  *      @gfp:
1709  *              %GFP_USER   user allocation,
1710  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1711  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1712  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1713  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1714  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1715  *
1716  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1717  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1718  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1719  *
1720  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1721  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1722  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1723  */
1724 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1725 {
1726         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1727
1728         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1729                 pol = &default_policy;
1730
1731         /*
1732          * No reference counting needed for current->mempolicy
1733          * nor system default_policy
1734          */
1735         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1736                 return alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1737         return __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1738                         policy_zonelist(gfp, pol), policy_nodemask(gfp, pol));
1739 }
1740 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1741
1742 /*
1743  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1744  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1745  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1746  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1747  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1748  */
1749
1750 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1751 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1752 {
1753         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1754
1755         if (!new)
1756                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1757         rcu_read_lock();
1758         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1759                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1760                 mpol_rebind_policy(old, &mems);
1761         }
1762         rcu_read_unlock();
1763         *new = *old;
1764         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1765         return new;
1766 }
1767
1768 /*
1769  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1770  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1771  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1772  * after return.  Use the returned value.
1773  *
1774  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1775  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1776  * shmem_readahead needs this.
1777  */
1778 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1779                                                 struct mempolicy *frompol)
1780 {
1781         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1782                 return frompol;
1783
1784         *tompol = *frompol;
1785         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1786         __mpol_put(frompol);
1787         return tompol;
1788 }
1789
1790 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1791 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1792 {
1793         if (!a || !b)
1794                 return 0;
1795         if (a->mode != b->mode)
1796                 return 0;
1797         if (a->flags != b->flags)
1798                 return 0;
1799         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1800                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1801                         return 0;
1802
1803         switch (a->mode) {
1804         case MPOL_BIND:
1805                 /* Fall through */
1806         case MPOL_INTERLEAVE:
1807                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1808         case MPOL_PREFERRED:
1809                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node &&
1810                         a->flags == b->flags;
1811         default:
1812                 BUG();
1813                 return 0;
1814         }
1815 }
1816
1817 /*
1818  * Shared memory backing store policy support.
1819  *
1820  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1821  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1822  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1823  * for any accesses to the tree.
1824  */
1825
1826 /* lookup first element intersecting start-end */
1827 /* Caller holds sp->lock */
1828 static struct sp_node *
1829 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1830 {
1831         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
1832
1833         while (n) {
1834                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1835
1836                 if (start >= p->end)
1837                         n = n->rb_right;
1838                 else if (end <= p->start)
1839                         n = n->rb_left;
1840                 else
1841                         break;
1842         }
1843         if (!n)
1844                 return NULL;
1845         for (;;) {
1846                 struct sp_node *w = NULL;
1847                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
1848                 if (!prev)
1849                         break;
1850                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
1851                 if (w->end <= start)
1852                         break;
1853                 n = prev;
1854         }
1855         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1856 }
1857
1858 /* Insert a new shared policy into the list. */
1859 /* Caller holds sp->lock */
1860 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
1861 {
1862         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
1863         struct rb_node *parent = NULL;
1864         struct sp_node *nd;
1865
1866         while (*p) {
1867                 parent = *p;
1868                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
1869                 if (new->start < nd->start)
1870                         p = &(*p)->rb_left;
1871                 else if (new->end > nd->end)
1872                         p = &(*p)->rb_right;
1873                 else
1874                         BUG();
1875         }
1876         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
1877         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
1878         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
1879                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
1880 }
1881
1882 /* Find shared policy intersecting idx */
1883 struct mempolicy *
1884 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
1885 {
1886         struct mempolicy *pol = NULL;
1887         struct sp_node *sn;
1888
1889         if (!sp->root.rb_node)
1890                 return NULL;
1891         spin_lock(&sp->lock);
1892         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
1893         if (sn) {
1894                 mpol_get(sn->policy);
1895                 pol = sn->policy;
1896         }
1897         spin_unlock(&sp->lock);
1898         return pol;
1899 }
1900
1901 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
1902 {
1903         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
1904         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
1905         mpol_put(n->policy);
1906         kmem_cache_free(sn_cache, n);
1907 }
1908
1909 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
1910                                 struct mempolicy *pol)
1911 {
1912         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
1913
1914         if (!n)
1915                 return NULL;
1916         n->start = start;
1917         n->end = end;
1918         mpol_get(pol);
1919         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
1920         n->policy = pol;
1921         return n;
1922 }
1923
1924 /* Replace a policy range. */
1925 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
1926                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
1927 {
1928         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
1929
1930 restart:
1931         spin_lock(&sp->lock);
1932         n = sp_lookup(sp, start, end);
1933         /* Take care of old policies in the same range. */
1934         while (n && n->start < end) {
1935                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
1936                 if (n->start >= start) {
1937                         if (n->end <= end)
1938                                 sp_delete(sp, n);
1939                         else
1940                                 n->start = end;
1941                 } else {
1942                         /* Old policy spanning whole new range. */
1943                         if (n->end > end) {
1944                                 if (!new2) {
1945                                         spin_unlock(&sp->lock);
1946                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
1947                                         if (!new2)
1948                                                 return -ENOMEM;
1949                                         goto restart;
1950                                 }
1951                                 n->end = start;
1952                                 sp_insert(sp, new2);
1953                                 new2 = NULL;
1954                                 break;
1955                         } else
1956                                 n->end = start;
1957                 }
1958                 if (!next)
1959                         break;
1960                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
1961         }
1962         if (new)
1963                 sp_insert(sp, new);
1964         spin_unlock(&sp->lock);
1965         if (new2) {
1966                 mpol_put(new2->policy);
1967                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
1968         }
1969         return 0;
1970 }
1971
1972 /**
1973  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
1974  * @sp: pointer to inode shared policy
1975  * @mpol:  struct mempolicy to install
1976  *
1977  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
1978  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
1979  * This must be released on exit.
1980  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
1981  */
1982 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
1983 {
1984         int ret;
1985
1986         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
1987         spin_lock_init(&sp->lock);
1988
1989         if (mpol) {
1990                 struct vm_area_struct pvma;
1991                 struct mempolicy *new;
1992                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1993
1994                 if (!scratch)
1995                         return;
1996                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
1997                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
1998                 if (IS_ERR(new)) {
1999                         mpol_put(mpol); /* drop our ref on sb mpol */
2000                         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2001                         return;         /* no valid nodemask intersection */
2002                 }
2003
2004                 task_lock(current);
2005                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2006                 task_unlock(current);
2007                 mpol_put(mpol); /* drop our ref on sb mpol */
2008                 if (ret) {
2009                         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2010                         mpol_put(new);
2011                         return;
2012                 }
2013
2014                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2015                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2016                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2017                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2018                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2019                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2020         }
2021 }
2022
2023 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2024                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2025 {
2026         int err;
2027         struct sp_node *new = NULL;
2028         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2029
2030         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2031                  vma->vm_pgoff,
2032                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2033                  npol ? npol->flags : -1,
2034                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2035
2036         if (npol) {
2037                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2038                 if (!new)
2039                         return -ENOMEM;
2040         }
2041         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2042         if (err && new)
2043                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2044         return err;
2045 }
2046
2047 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2048 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2049 {
2050         struct sp_node *n;
2051         struct rb_node *next;
2052
2053         if (!p->root.rb_node)
2054                 return;
2055         spin_lock(&p->lock);
2056         next = rb_first(&p->root);
2057         while (next) {
2058                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2059                 next = rb_next(&n->nd);
2060                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2061                 mpol_put(n->policy);
2062                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2063         }
2064         spin_unlock(&p->lock);
2065 }
2066
2067 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2068 void __init numa_policy_init(void)
2069 {
2070         nodemask_t interleave_nodes;
2071         unsigned long largest = 0;
2072         int nid, prefer = 0;
2073
2074         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2075                                          sizeof(struct mempolicy),
2076                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2077
2078         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2079                                      sizeof(struct sp_node),
2080                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2081
2082         /*
2083          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2084          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2085          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2086          */
2087         nodes_clear(interleave_nodes);
2088         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2089                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2090
2091                 /* Preserve the largest node */
2092                 if (largest < total_pages) {
2093                         largest = total_pages;
2094                         prefer = nid;
2095                 }
2096
2097                 /* Interleave this node? */
2098                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2099                         node_set(nid, interleave_nodes);
2100         }
2101
2102         /* All too small, use the largest */
2103         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2104                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2105
2106         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2107                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2108 }
2109
2110 /* Reset policy of current process to default */
2111 void numa_default_policy(void)
2112 {
2113         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2114 }
2115
2116 /*
2117  * Parse and format mempolicy from/to strings
2118  */
2119
2120 /*
2121  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2122  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2123  */
2124 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2125 static const char * const policy_modes[] =
2126 {
2127         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2128         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2129         [MPOL_BIND]       = "bind",
2130         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2131         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2132 };
2133
2134
2135 #ifdef CONFIG_TMPFS
2136 /**
2137  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2138  * @str:  string containing mempolicy to parse
2139  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2140  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2141  *
2142  * Format of input:
2143  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2144  *
2145  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2146  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2147  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2148  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2149  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2150  * it again is redundant, but safe.
2151  *
2152  * On success, returns 0, else 1
2153  */
2154 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2155 {
2156         struct mempolicy *new = NULL;
2157         unsigned short mode;
2158         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2159         nodemask_t nodes;
2160         char *nodelist = strchr(str, ':');
2161         char *flags = strchr(str, '=');
2162         int err = 1;
2163
2164         if (nodelist) {
2165                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2166                 *nodelist++ = '\0';
2167                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2168                         goto out;
2169                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2170                         goto out;
2171         } else
2172                 nodes_clear(nodes);
2173
2174         if (flags)
2175                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2176
2177         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2178                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2179                         break;
2180                 }
2181         }
2182         if (mode > MPOL_LOCAL)
2183                 goto out;
2184
2185         switch (mode) {
2186         case MPOL_PREFERRED:
2187                 /*
2188                  * Insist on a nodelist of one node only
2189                  */
2190                 if (nodelist) {
2191                         char *rest = nodelist;
2192                         while (isdigit(*rest))
2193                                 rest++;
2194                         if (*rest)
2195                                 goto out;
2196                 }
2197                 break;
2198         case MPOL_INTERLEAVE:
2199                 /*
2200                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2201                  */
2202                 if (!nodelist)
2203                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2204                 break;
2205         case MPOL_LOCAL:
2206                 /*
2207                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2208                  */
2209                 if (nodelist)
2210                         goto out;
2211                 mode = MPOL_PREFERRED;
2212                 break;
2213         case MPOL_DEFAULT:
2214                 /*
2215                  * Insist on a empty nodelist
2216                  */
2217                 if (!nodelist)
2218                         err = 0;
2219                 goto out;
2220         case MPOL_BIND:
2221                 /*
2222                  * Insist on a nodelist
2223                  */
2224                 if (!nodelist)
2225                         goto out;
2226         }
2227
2228         mode_flags = 0;
2229         if (flags) {
2230                 /*
2231                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2232                  * mode flags.
2233                  */
2234                 if (!strcmp(flags, "static"))
2235                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2236                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2237                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2238                 else
2239                         goto out;
2240         }
2241
2242         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2243         if (IS_ERR(new))
2244                 goto out;
2245
2246         if (no_context) {
2247                 /* save for contextualization */
2248                 new->w.user_nodemask = nodes;
2249         } else {
2250                 int ret;
2251                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2252                 if (scratch) {
2253                         task_lock(current);
2254                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2255                         task_unlock(current);
2256                 } else
2257                         ret = -ENOMEM;
2258                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2259                 if (ret) {
2260                         mpol_put(new);
2261                         goto out;
2262                 }
2263         }
2264         err = 0;
2265
2266 out:
2267         /* Restore string for error message */
2268         if (nodelist)
2269                 *--nodelist = ':';
2270         if (flags)
2271                 *--flags = '=';
2272         if (!err)
2273                 *mpol = new;
2274         return err;
2275 }
2276 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2277
2278 /**
2279  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2280  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2281  * @maxlen:  length of @buffer
2282  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2283  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2284  *
2285  * Convert a mempolicy into a string.
2286  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2287  * or an error (negative)
2288  */
2289 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2290 {
2291         char *p = buffer;
2292         int l;
2293         nodemask_t nodes;
2294         unsigned short mode;
2295         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2296
2297         /*
2298          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2299          */
2300         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2301
2302         if (!pol || pol == &default_policy)
2303                 mode = MPOL_DEFAULT;
2304         else
2305                 mode = pol->mode;
2306
2307         switch (mode) {
2308         case MPOL_DEFAULT:
2309                 nodes_clear(nodes);
2310                 break;
2311
2312         case MPOL_PREFERRED:
2313                 nodes_clear(nodes);
2314                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2315                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2316                 else
2317                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2318                 break;
2319
2320         case MPOL_BIND:
2321                 /* Fall through */
2322         case MPOL_INTERLEAVE:
2323                 if (no_context)
2324                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2325                 else
2326                         nodes = pol->v.nodes;
2327                 break;
2328
2329         default:
2330                 BUG();
2331         }
2332
2333         l = strlen(policy_modes[mode]);
2334         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2335                 return -ENOSPC;
2336
2337         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2338         p += l;
2339
2340         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2341                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2342                         return -ENOSPC;
2343                 *p++ = '=';
2344
2345                 /*
2346                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2347                  */
2348                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2349                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2350                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2351                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2352         }
2353
2354         if (!nodes_empty(nodes)) {
2355                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2356                         return -ENOSPC;
2357                 *p++ = ':';
2358                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2359         }
2360         return p - buffer;
2361 }
2362
2363 struct numa_maps {
2364         unsigned long pages;
2365         unsigned long anon;
2366         unsigned long active;
2367         unsigned long writeback;
2368         unsigned long mapcount_max;
2369         unsigned long dirty;
2370         unsigned long swapcache;
2371         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
2372 };
2373
2374 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
2375 {
2376         struct numa_maps *md = private;
2377         int count = page_mapcount(page);
2378
2379         md->pages++;
2380         if (pte_dirty || PageDirty(page))
2381                 md->dirty++;
2382
2383         if (PageSwapCache(page))
2384                 md->swapcache++;
2385
2386         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
2387                 md->active++;
2388
2389         if (PageWriteback(page))
2390                 md->writeback++;
2391
2392         if (PageAnon(page))
2393                 md->anon++;
2394
2395         if (count > md->mapcount_max)
2396                 md->mapcount_max = count;
2397
2398         md->node[page_to_nid(page)]++;
2399 }
2400
2401 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2402 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2403                 unsigned long start, unsigned long end,
2404                 struct numa_maps *md)
2405 {
2406         unsigned long addr;
2407         struct page *page;
2408         struct hstate *h = hstate_vma(vma);
2409         unsigned long sz = huge_page_size(h);
2410
2411         for (addr = start; addr < end; addr += sz) {
2412                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm,
2413                                                 addr & huge_page_mask(h));
2414                 pte_t pte;
2415
2416                 if (!ptep)
2417                         continue;
2418
2419                 pte = *ptep;
2420                 if (pte_none(pte))
2421                         continue;
2422
2423                 page = pte_page(pte);
2424                 if (!page)
2425                         continue;
2426
2427                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
2428         }
2429 }
2430 #else
2431 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2432                 unsigned long start, unsigned long end,
2433                 struct numa_maps *md)
2434 {
2435 }
2436 #endif
2437
2438 /*
2439  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
2440  */
2441 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
2442 {
2443         struct proc_maps_private *priv = m->private;
2444         struct vm_area_struct *vma = v;
2445         struct numa_maps *md;
2446         struct file *file = vma->vm_file;
2447         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2448         struct mempolicy *pol;
2449         int n;
2450         char buffer[50];
2451
2452         if (!mm)
2453                 return 0;
2454
2455         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
2456         if (!md)
2457                 return 0;
2458
2459         pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
2460         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
2461         mpol_cond_put(pol);
2462
2463         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
2464
2465         if (file) {
2466                 seq_printf(m, " file=");
2467                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
2468         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
2469                 seq_printf(m, " heap");
2470         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
2471                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
2472                 seq_printf(m, " stack");
2473         }
2474
2475         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
2476                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
2477                 seq_printf(m, " huge");
2478         } else {
2479                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
2480                         &node_states[N_HIGH_MEMORY], MPOL_MF_STATS, md);
2481         }
2482
2483         if (!md->pages)
2484                 goto out;
2485
2486         if (md->anon)
2487                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
2488
2489         if (md->dirty)
2490                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
2491
2492         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
2493                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
2494
2495         if (md->mapcount_max > 1)
2496                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
2497
2498         if (md->swapcache)
2499                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
2500
2501         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
2502                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
2503
2504         if (md->writeback)
2505                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
2506
2507         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
2508                 if (md->node[n])
2509                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
2510 out:
2511         seq_putc(m, '\n');
2512         kfree(md);
2513
2514         if (m->count < m->size)
2515                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
2516         return 0;
2517 }