mempolicy: reduce stack size of migrate_pages()
[linux-2.6.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/module.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96
97 #include "internal.h"
98
99 /* Internal flags */
100 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
101 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
102 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
461 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
462                                 unsigned long flags);
463
464 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
465 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
466                 unsigned long addr, unsigned long end,
467                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
468                 void *private)
469 {
470         pte_t *orig_pte;
471         pte_t *pte;
472         spinlock_t *ptl;
473
474         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
475         do {
476                 struct page *page;
477                 int nid;
478
479                 if (!pte_present(*pte))
480                         continue;
481                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
482                 if (!page)
483                         continue;
484                 /*
485                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
486                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
487                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
488                  */
489                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
490                         continue;
491                 nid = page_to_nid(page);
492                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
493                         continue;
494
495                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
496                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
497                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
498                         migrate_page_add(page, private, flags);
499                 else
500                         break;
501         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
502         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
503         return addr != end;
504 }
505
506 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
507                 unsigned long addr, unsigned long end,
508                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
509                 void *private)
510 {
511         pmd_t *pmd;
512         unsigned long next;
513
514         pmd = pmd_offset(pud, addr);
515         do {
516                 next = pmd_addr_end(addr, end);
517                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
518                         continue;
519                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
520                                     flags, private))
521                         return -EIO;
522         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
523         return 0;
524 }
525
526 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
527                 unsigned long addr, unsigned long end,
528                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
529                 void *private)
530 {
531         pud_t *pud;
532         unsigned long next;
533
534         pud = pud_offset(pgd, addr);
535         do {
536                 next = pud_addr_end(addr, end);
537                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
538                         continue;
539                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
540                                     flags, private))
541                         return -EIO;
542         } while (pud++, addr = next, addr != end);
543         return 0;
544 }
545
546 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
547                 unsigned long addr, unsigned long end,
548                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
549                 void *private)
550 {
551         pgd_t *pgd;
552         unsigned long next;
553
554         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
555         do {
556                 next = pgd_addr_end(addr, end);
557                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
558                         continue;
559                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
560                                     flags, private))
561                         return -EIO;
562         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
563         return 0;
564 }
565
566 /*
567  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
568  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
569  * put them on the pagelist.
570  */
571 static struct vm_area_struct *
572 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
573                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
574 {
575         int err;
576         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
577
578
579         first = find_vma(mm, start);
580         if (!first)
581                 return ERR_PTR(-EFAULT);
582         prev = NULL;
583         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
584                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
585                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
588                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
589                 }
590                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
591                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
592                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
593                                 vma_migratable(vma)))) {
594                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
595
596                         if (endvma > end)
597                                 endvma = end;
598                         if (vma->vm_start > start)
599                                 start = vma->vm_start;
600                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
601                                                 flags, private);
602                         if (err) {
603                                 first = ERR_PTR(err);
604                                 break;
605                         }
606                 }
607                 prev = vma;
608         }
609         return first;
610 }
611
612 /* Apply policy to a single VMA */
613 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
614 {
615         int err = 0;
616         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
617
618         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
619                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
620                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
621                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
622
623         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
624                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
625         if (!err) {
626                 mpol_get(new);
627                 vma->vm_policy = new;
628                 mpol_put(old);
629         }
630         return err;
631 }
632
633 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
634 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
635                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
636 {
637         struct vm_area_struct *next;
638         struct vm_area_struct *prev;
639         struct vm_area_struct *vma;
640         int err = 0;
641         pgoff_t pgoff;
642         unsigned long vmstart;
643         unsigned long vmend;
644
645         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
646         if (!vma || vma->vm_start > start)
647                 return -EFAULT;
648
649         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
650                 next = vma->vm_next;
651                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
652                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
653
654                 pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
655                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
656                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, new_pol);
657                 if (prev) {
658                         vma = prev;
659                         next = vma->vm_next;
660                         continue;
661                 }
662                 if (vma->vm_start != vmstart) {
663                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
664                         if (err)
665                                 goto out;
666                 }
667                 if (vma->vm_end != vmend) {
668                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
669                         if (err)
670                                 goto out;
671                 }
672                 err = policy_vma(vma, new_pol);
673                 if (err)
674                         goto out;
675         }
676
677  out:
678         return err;
679 }
680
681 /*
682  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
683  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
684  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
685  *
686  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
687  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
688  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
689  *
690  * The above limitation is why this routine has the funny name
691  * mpol_fix_fork_child_flag().
692  *
693  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
694  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
695  * for use within this file.
696  */
697
698 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
699 {
700         if (p->mempolicy)
701                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
702         else
703                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
704 }
705
706 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
707 {
708         mpol_fix_fork_child_flag(current);
709 }
710
711 /* Set the process memory policy */
712 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
713                              nodemask_t *nodes)
714 {
715         struct mempolicy *new, *old;
716         struct mm_struct *mm = current->mm;
717         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
718         int ret;
719
720         if (!scratch)
721                 return -ENOMEM;
722
723         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
724         if (IS_ERR(new)) {
725                 ret = PTR_ERR(new);
726                 goto out;
727         }
728         /*
729          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
730          * is using it.
731          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
732          * with no 'mm'.
733          */
734         if (mm)
735                 down_write(&mm->mmap_sem);
736         task_lock(current);
737         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
738         if (ret) {
739                 task_unlock(current);
740                 if (mm)
741                         up_write(&mm->mmap_sem);
742                 mpol_put(new);
743                 goto out;
744         }
745         old = current->mempolicy;
746         current->mempolicy = new;
747         mpol_set_task_struct_flag();
748         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
749             nodes_weight(new->v.nodes))
750                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
751         task_unlock(current);
752         if (mm)
753                 up_write(&mm->mmap_sem);
754
755         mpol_put(old);
756         ret = 0;
757 out:
758         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
759         return ret;
760 }
761
762 /*
763  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
764  *
765  * Called with task's alloc_lock held
766  */
767 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
768 {
769         nodes_clear(*nodes);
770         if (p == &default_policy)
771                 return;
772
773         switch (p->mode) {
774         case MPOL_BIND:
775                 /* Fall through */
776         case MPOL_INTERLEAVE:
777                 *nodes = p->v.nodes;
778                 break;
779         case MPOL_PREFERRED:
780                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
781                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
782                 /* else return empty node mask for local allocation */
783                 break;
784         default:
785                 BUG();
786         }
787 }
788
789 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
790 {
791         struct page *p;
792         int err;
793
794         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
795         if (err >= 0) {
796                 err = page_to_nid(p);
797                 put_page(p);
798         }
799         return err;
800 }
801
802 /* Retrieve NUMA policy */
803 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
804                              unsigned long addr, unsigned long flags)
805 {
806         int err;
807         struct mm_struct *mm = current->mm;
808         struct vm_area_struct *vma = NULL;
809         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
810
811         if (flags &
812                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
813                 return -EINVAL;
814
815         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
816                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
817                         return -EINVAL;
818                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
819                 task_lock(current);
820                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
821                 task_unlock(current);
822                 return 0;
823         }
824
825         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
826                 /*
827                  * Do NOT fall back to task policy if the
828                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
829                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
830                  */
831                 down_read(&mm->mmap_sem);
832                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
833                 if (!vma) {
834                         up_read(&mm->mmap_sem);
835                         return -EFAULT;
836                 }
837                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
838                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
839                 else
840                         pol = vma->vm_policy;
841         } else if (addr)
842                 return -EINVAL;
843
844         if (!pol)
845                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
846
847         if (flags & MPOL_F_NODE) {
848                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
849                         err = lookup_node(mm, addr);
850                         if (err < 0)
851                                 goto out;
852                         *policy = err;
853                 } else if (pol == current->mempolicy &&
854                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
855                         *policy = current->il_next;
856                 } else {
857                         err = -EINVAL;
858                         goto out;
859                 }
860         } else {
861                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
862                                                 pol->mode;
863                 /*
864                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
865                  * the policy to userspace.
866                  */
867                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
868         }
869
870         if (vma) {
871                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
872                 vma = NULL;
873         }
874
875         err = 0;
876         if (nmask) {
877                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
878                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
879                 } else {
880                         task_lock(current);
881                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
882                         task_unlock(current);
883                 }
884         }
885
886  out:
887         mpol_cond_put(pol);
888         if (vma)
889                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
890         return err;
891 }
892
893 #ifdef CONFIG_MIGRATION
894 /*
895  * page migration
896  */
897 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
898                                 unsigned long flags)
899 {
900         /*
901          * Avoid migrating a page that is shared with others.
902          */
903         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
904                 if (!isolate_lru_page(page)) {
905                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
906                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
907                                             page_is_file_cache(page));
908                 }
909         }
910 }
911
912 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
913 {
914         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
915 }
916
917 /*
918  * Migrate pages from one node to a target node.
919  * Returns error or the number of pages not migrated.
920  */
921 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
922                            int flags)
923 {
924         nodemask_t nmask;
925         LIST_HEAD(pagelist);
926         int err = 0;
927
928         nodes_clear(nmask);
929         node_set(source, nmask);
930
931         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
932                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
933
934         if (!list_empty(&pagelist))
935                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest, 0);
936
937         return err;
938 }
939
940 /*
941  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
942  * layout as much as possible.
943  *
944  * Returns the number of page that could not be moved.
945  */
946 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
947         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
948 {
949         int busy = 0;
950         int err;
951         nodemask_t tmp;
952
953         err = migrate_prep();
954         if (err)
955                 return err;
956
957         down_read(&mm->mmap_sem);
958
959         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
960         if (err)
961                 goto out;
962
963         /*
964          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
965          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
966          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
967          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
968          *
969          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
970          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
971          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
972          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
973          *
974          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
975          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
976          * (nothing left to migrate).
977          *
978          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
979          * if possible the dest node is not already occupied by some other
980          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
981          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
982          * before migrating outgoing memory source that same node.
983          *
984          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
985          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
986          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
987          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
988          * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
989          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
990          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
991          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
992          */
993
994         tmp = *from_nodes;
995         while (!nodes_empty(tmp)) {
996                 int s,d;
997                 int source = -1;
998                 int dest = 0;
999
1000                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1001                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1002                         if (s == d)
1003                                 continue;
1004
1005                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1006                         dest = d;
1007
1008                         /* dest not in remaining from nodes? */
1009                         if (!node_isset(dest, tmp))
1010                                 break;
1011                 }
1012                 if (source == -1)
1013                         break;
1014
1015                 node_clear(source, tmp);
1016                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1017                 if (err > 0)
1018                         busy += err;
1019                 if (err < 0)
1020                         break;
1021         }
1022 out:
1023         up_read(&mm->mmap_sem);
1024         if (err < 0)
1025                 return err;
1026         return busy;
1027
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1032  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1033  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1034  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1035  * is in virtual address order.
1036  */
1037 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1038 {
1039         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1040         unsigned long uninitialized_var(address);
1041
1042         while (vma) {
1043                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1044                 if (address != -EFAULT)
1045                         break;
1046                 vma = vma->vm_next;
1047         }
1048
1049         /*
1050          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1051          */
1052         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1053 }
1054 #else
1055
1056 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1057                                 unsigned long flags)
1058 {
1059 }
1060
1061 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1062         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1063 {
1064         return -ENOSYS;
1065 }
1066
1067 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1068 {
1069         return NULL;
1070 }
1071 #endif
1072
1073 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1074                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1075                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1076 {
1077         struct vm_area_struct *vma;
1078         struct mm_struct *mm = current->mm;
1079         struct mempolicy *new;
1080         unsigned long end;
1081         int err;
1082         LIST_HEAD(pagelist);
1083
1084         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1085                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1086                 return -EINVAL;
1087         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1088                 return -EPERM;
1089
1090         if (start & ~PAGE_MASK)
1091                 return -EINVAL;
1092
1093         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1094                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1095
1096         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1097         end = start + len;
1098
1099         if (end < start)
1100                 return -EINVAL;
1101         if (end == start)
1102                 return 0;
1103
1104         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1105         if (IS_ERR(new))
1106                 return PTR_ERR(new);
1107
1108         /*
1109          * If we are using the default policy then operation
1110          * on discontinuous address spaces is okay after all
1111          */
1112         if (!new)
1113                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1114
1115         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1116                  start, start + len, mode, mode_flags,
1117                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1118
1119         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1120
1121                 err = migrate_prep();
1122                 if (err)
1123                         goto mpol_out;
1124         }
1125         {
1126                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1127                 if (scratch) {
1128                         down_write(&mm->mmap_sem);
1129                         task_lock(current);
1130                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1131                         task_unlock(current);
1132                         if (err)
1133                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1134                 } else
1135                         err = -ENOMEM;
1136                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1137         }
1138         if (err)
1139                 goto mpol_out;
1140
1141         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1142                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1143
1144         err = PTR_ERR(vma);
1145         if (!IS_ERR(vma)) {
1146                 int nr_failed = 0;
1147
1148                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1149
1150                 if (!list_empty(&pagelist))
1151                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1152                                                 (unsigned long)vma, 0);
1153
1154                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1155                         err = -EIO;
1156         } else
1157                 putback_lru_pages(&pagelist);
1158
1159         up_write(&mm->mmap_sem);
1160  mpol_out:
1161         mpol_put(new);
1162         return err;
1163 }
1164
1165 /*
1166  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1167  */
1168
1169 /* Copy a node mask from user space. */
1170 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1171                      unsigned long maxnode)
1172 {
1173         unsigned long k;
1174         unsigned long nlongs;
1175         unsigned long endmask;
1176
1177         --maxnode;
1178         nodes_clear(*nodes);
1179         if (maxnode == 0 || !nmask)
1180                 return 0;
1181         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1182                 return -EINVAL;
1183
1184         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1185         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1186                 endmask = ~0UL;
1187         else
1188                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1189
1190         /* When the user specified more nodes than supported just check
1191            if the non supported part is all zero. */
1192         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1193                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1194                         return -EINVAL;
1195                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1196                         unsigned long t;
1197                         if (get_user(t, nmask + k))
1198                                 return -EFAULT;
1199                         if (k == nlongs - 1) {
1200                                 if (t & endmask)
1201                                         return -EINVAL;
1202                         } else if (t)
1203                                 return -EINVAL;
1204                 }
1205                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1206                 endmask = ~0UL;
1207         }
1208
1209         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1210                 return -EFAULT;
1211         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1212         return 0;
1213 }
1214
1215 /* Copy a kernel node mask to user space */
1216 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1217                               nodemask_t *nodes)
1218 {
1219         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1220         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1221
1222         if (copy > nbytes) {
1223                 if (copy > PAGE_SIZE)
1224                         return -EINVAL;
1225                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1226                         return -EFAULT;
1227                 copy = nbytes;
1228         }
1229         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1230 }
1231
1232 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1233                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1234                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1235 {
1236         nodemask_t nodes;
1237         int err;
1238         unsigned short mode_flags;
1239
1240         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1241         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1242         if (mode >= MPOL_MAX)
1243                 return -EINVAL;
1244         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1245             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1246                 return -EINVAL;
1247         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1248         if (err)
1249                 return err;
1250         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1251 }
1252
1253 /* Set the process memory policy */
1254 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1255                 unsigned long, maxnode)
1256 {
1257         int err;
1258         nodemask_t nodes;
1259         unsigned short flags;
1260
1261         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1262         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1263         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1264                 return -EINVAL;
1265         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1266                 return -EINVAL;
1267         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1268         if (err)
1269                 return err;
1270         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1271 }
1272
1273 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1274                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1275                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1276 {
1277         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1278         struct mm_struct *mm = NULL;
1279         struct task_struct *task;
1280         nodemask_t task_nodes;
1281         int err;
1282         nodemask_t *old;
1283         nodemask_t *new;
1284         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1285
1286         if (!scratch)
1287                 return -ENOMEM;
1288
1289         old = &scratch->mask1;
1290         new = &scratch->mask2;
1291
1292         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1293         if (err)
1294                 goto out;
1295
1296         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1297         if (err)
1298                 goto out;
1299
1300         /* Find the mm_struct */
1301         read_lock(&tasklist_lock);
1302         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1303         if (!task) {
1304                 read_unlock(&tasklist_lock);
1305                 err = -ESRCH;
1306                 goto out;
1307         }
1308         mm = get_task_mm(task);
1309         read_unlock(&tasklist_lock);
1310
1311         err = -EINVAL;
1312         if (!mm)
1313                 goto out;
1314
1315         /*
1316          * Check if this process has the right to modify the specified
1317          * process. The right exists if the process has administrative
1318          * capabilities, superuser privileges or the same
1319          * userid as the target process.
1320          */
1321         rcu_read_lock();
1322         tcred = __task_cred(task);
1323         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1324             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1325             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1326                 rcu_read_unlock();
1327                 err = -EPERM;
1328                 goto out;
1329         }
1330         rcu_read_unlock();
1331
1332         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1333         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1334         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1335                 err = -EPERM;
1336                 goto out;
1337         }
1338
1339         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1340                 err = -EINVAL;
1341                 goto out;
1342         }
1343
1344         err = security_task_movememory(task);
1345         if (err)
1346                 goto out;
1347
1348         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1349                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1350 out:
1351         if (mm)
1352                 mmput(mm);
1353         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1354
1355         return err;
1356 }
1357
1358
1359 /* Retrieve NUMA policy */
1360 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1361                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1362                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1363 {
1364         int err;
1365         int uninitialized_var(pval);
1366         nodemask_t nodes;
1367
1368         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1369                 return -EINVAL;
1370
1371         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1372
1373         if (err)
1374                 return err;
1375
1376         if (policy && put_user(pval, policy))
1377                 return -EFAULT;
1378
1379         if (nmask)
1380                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1381
1382         return err;
1383 }
1384
1385 #ifdef CONFIG_COMPAT
1386
1387 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1388                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1389                                      compat_ulong_t maxnode,
1390                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1391 {
1392         long err;
1393         unsigned long __user *nm = NULL;
1394         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1395         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1396
1397         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1398         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1399
1400         if (nmask)
1401                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1402
1403         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1404
1405         if (!err && nmask) {
1406                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1407                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1408                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1409                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1410         }
1411
1412         return err;
1413 }
1414
1415 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1416                                      compat_ulong_t maxnode)
1417 {
1418         long err = 0;
1419         unsigned long __user *nm = NULL;
1420         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1421         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1422
1423         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1424         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1425
1426         if (nmask) {
1427                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1428                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1429                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1430         }
1431
1432         if (err)
1433                 return -EFAULT;
1434
1435         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1436 }
1437
1438 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1439                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1440                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1441 {
1442         long err = 0;
1443         unsigned long __user *nm = NULL;
1444         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1445         nodemask_t bm;
1446
1447         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1448         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1449
1450         if (nmask) {
1451                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1452                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1453                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1454         }
1455
1456         if (err)
1457                 return -EFAULT;
1458
1459         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1460 }
1461
1462 #endif
1463
1464 /*
1465  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1466  * @task - task for fallback if vma policy == default
1467  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1468  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1469  *
1470  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1471  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1472  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1473  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1474  * the caller.
1475  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1476  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1477  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1478  * extra reference for shared policies.
1479  */
1480 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1481                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1482 {
1483         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1484
1485         if (vma) {
1486                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1487                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1488                                                                         addr);
1489                         if (vpol)
1490                                 pol = vpol;
1491                 } else if (vma->vm_policy)
1492                         pol = vma->vm_policy;
1493         }
1494         if (!pol)
1495                 pol = &default_policy;
1496         return pol;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1501  * page allocation
1502  */
1503 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1504 {
1505         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1506         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1507                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1508                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1509                 return &policy->v.nodes;
1510
1511         return NULL;
1512 }
1513
1514 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1515 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1516 {
1517         int nd = numa_node_id();
1518
1519         switch (policy->mode) {
1520         case MPOL_PREFERRED:
1521                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1522                         nd = policy->v.preferred_node;
1523                 break;
1524         case MPOL_BIND:
1525                 /*
1526                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1527                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1528                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1529                  * the first node in the mask instead.
1530                  */
1531                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1532                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1533                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1534                 break;
1535         default:
1536                 BUG();
1537         }
1538         return node_zonelist(nd, gfp);
1539 }
1540
1541 /* Do dynamic interleaving for a process */
1542 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1543 {
1544         unsigned nid, next;
1545         struct task_struct *me = current;
1546
1547         nid = me->il_next;
1548         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1549         if (next >= MAX_NUMNODES)
1550                 next = first_node(policy->v.nodes);
1551         if (next < MAX_NUMNODES)
1552                 me->il_next = next;
1553         return nid;
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1558  * next slab entry.
1559  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1560  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1561  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1562  * such protection.
1563  */
1564 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1565 {
1566         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1567                 return numa_node_id();
1568
1569         switch (policy->mode) {
1570         case MPOL_PREFERRED:
1571                 /*
1572                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1573                  */
1574                 return policy->v.preferred_node;
1575
1576         case MPOL_INTERLEAVE:
1577                 return interleave_nodes(policy);
1578
1579         case MPOL_BIND: {
1580                 /*
1581                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1582                  * first node.
1583                  */
1584                 struct zonelist *zonelist;
1585                 struct zone *zone;
1586                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1587                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1588                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1589                                                         &policy->v.nodes,
1590                                                         &zone);
1591                 return zone->node;
1592         }
1593
1594         default:
1595                 BUG();
1596         }
1597 }
1598
1599 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1600 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1601                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1602 {
1603         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1604         unsigned target;
1605         int c;
1606         int nid = -1;
1607
1608         if (!nnodes)
1609                 return numa_node_id();
1610         target = (unsigned int)off % nnodes;
1611         c = 0;
1612         do {
1613                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1614                 c++;
1615         } while (c <= target);
1616         return nid;
1617 }
1618
1619 /* Determine a node number for interleave */
1620 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1621                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1622 {
1623         if (vma) {
1624                 unsigned long off;
1625
1626                 /*
1627                  * for small pages, there is no difference between
1628                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1629                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1630                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1631                  * a useful offset.
1632                  */
1633                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1634                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1635                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1636                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1637         } else
1638                 return interleave_nodes(pol);
1639 }
1640
1641 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1642 /*
1643  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1644  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1645  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1646  * @gfp_flags = for requested zone
1647  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1648  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1649  *
1650  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1651  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1652  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1653  * @nodemask for filtering the zonelist.
1654  *
1655  * Must be protected by get_mems_allowed()
1656  */
1657 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1658                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1659                                 nodemask_t **nodemask)
1660 {
1661         struct zonelist *zl;
1662
1663         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1664         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1665
1666         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1667                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1668                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1669         } else {
1670                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol);
1671                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1672                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1673         }
1674         return zl;
1675 }
1676
1677 /*
1678  * init_nodemask_of_mempolicy
1679  *
1680  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1681  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1682  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1683  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1684  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1685  * of non-default mempolicy.
1686  *
1687  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1688  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1689  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1690  *
1691  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1692  */
1693 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1694 {
1695         struct mempolicy *mempolicy;
1696         int nid;
1697
1698         if (!(mask && current->mempolicy))
1699                 return false;
1700
1701         task_lock(current);
1702         mempolicy = current->mempolicy;
1703         switch (mempolicy->mode) {
1704         case MPOL_PREFERRED:
1705                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1706                         nid = numa_node_id();
1707                 else
1708                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1709                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1710                 break;
1711
1712         case MPOL_BIND:
1713                 /* Fall through */
1714         case MPOL_INTERLEAVE:
1715                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1716                 break;
1717
1718         default:
1719                 BUG();
1720         }
1721         task_unlock(current);
1722
1723         return true;
1724 }
1725 #endif
1726
1727 /*
1728  * mempolicy_nodemask_intersects
1729  *
1730  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1731  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1732  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1733  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1734  *
1735  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1736  */
1737 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1738                                         const nodemask_t *mask)
1739 {
1740         struct mempolicy *mempolicy;
1741         bool ret = true;
1742
1743         if (!mask)
1744                 return ret;
1745         task_lock(tsk);
1746         mempolicy = tsk->mempolicy;
1747         if (!mempolicy)
1748                 goto out;
1749
1750         switch (mempolicy->mode) {
1751         case MPOL_PREFERRED:
1752                 /*
1753                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1754                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1755                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1756                  * nodes in mask.
1757                  */
1758                 break;
1759         case MPOL_BIND:
1760         case MPOL_INTERLEAVE:
1761                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1762                 break;
1763         default:
1764                 BUG();
1765         }
1766 out:
1767         task_unlock(tsk);
1768         return ret;
1769 }
1770
1771 /* Allocate a page in interleaved policy.
1772    Own path because it needs to do special accounting. */
1773 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1774                                         unsigned nid)
1775 {
1776         struct zonelist *zl;
1777         struct page *page;
1778
1779         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1780         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1781         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1782                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1783         return page;
1784 }
1785
1786 /**
1787  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1788  *
1789  *      @gfp:
1790  *      %GFP_USER    user allocation.
1791  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1792  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1793  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1794  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1795  *
1796  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1797  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1798  *
1799  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1800  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1801  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1802  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1803  *      all allocations for pages that will be mapped into
1804  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1805  *
1806  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1807  */
1808 struct page *
1809 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1810 {
1811         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1812         struct zonelist *zl;
1813         struct page *page;
1814
1815         get_mems_allowed();
1816         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1817                 unsigned nid;
1818
1819                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1820                 mpol_cond_put(pol);
1821                 page = alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1822                 put_mems_allowed();
1823                 return page;
1824         }
1825         zl = policy_zonelist(gfp, pol);
1826         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1827                 /*
1828                  * slow path: ref counted shared policy
1829                  */
1830                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, 0,
1831                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1832                 __mpol_put(pol);
1833                 put_mems_allowed();
1834                 return page;
1835         }
1836         /*
1837          * fast path:  default or task policy
1838          */
1839         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1840         put_mems_allowed();
1841         return page;
1842 }
1843
1844 /**
1845  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1846  *
1847  *      @gfp:
1848  *              %GFP_USER   user allocation,
1849  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1850  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1851  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1852  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1853  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1854  *
1855  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1856  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1857  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1858  *
1859  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1860  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1861  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1862  */
1863 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1864 {
1865         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1866         struct page *page;
1867
1868         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1869                 pol = &default_policy;
1870
1871         get_mems_allowed();
1872         /*
1873          * No reference counting needed for current->mempolicy
1874          * nor system default_policy
1875          */
1876         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1877                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1878         else
1879                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1880                         policy_zonelist(gfp, pol), policy_nodemask(gfp, pol));
1881         put_mems_allowed();
1882         return page;
1883 }
1884 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1885
1886 /*
1887  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1888  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1889  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1890  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1891  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1892  *
1893  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1894  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1895  */
1896
1897 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1898 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1899 {
1900         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1901
1902         if (!new)
1903                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1904
1905         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1906         if (old == current->mempolicy) {
1907                 task_lock(current);
1908                 *new = *old;
1909                 task_unlock(current);
1910         } else
1911                 *new = *old;
1912
1913         rcu_read_lock();
1914         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1915                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1916                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1917                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1918                 else
1919                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1920         }
1921         rcu_read_unlock();
1922         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1923         return new;
1924 }
1925
1926 /*
1927  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1928  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1929  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1930  * after return.  Use the returned value.
1931  *
1932  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1933  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1934  * shmem_readahead needs this.
1935  */
1936 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1937                                                 struct mempolicy *frompol)
1938 {
1939         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1940                 return frompol;
1941
1942         *tompol = *frompol;
1943         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1944         __mpol_put(frompol);
1945         return tompol;
1946 }
1947
1948 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1949 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1950 {
1951         if (!a || !b)
1952                 return 0;
1953         if (a->mode != b->mode)
1954                 return 0;
1955         if (a->flags != b->flags)
1956                 return 0;
1957         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1958                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1959                         return 0;
1960
1961         switch (a->mode) {
1962         case MPOL_BIND:
1963                 /* Fall through */
1964         case MPOL_INTERLEAVE:
1965                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1966         case MPOL_PREFERRED:
1967                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node &&
1968                         a->flags == b->flags;
1969         default:
1970                 BUG();
1971                 return 0;
1972         }
1973 }
1974
1975 /*
1976  * Shared memory backing store policy support.
1977  *
1978  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1979  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1980  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1981  * for any accesses to the tree.
1982  */
1983
1984 /* lookup first element intersecting start-end */
1985 /* Caller holds sp->lock */
1986 static struct sp_node *
1987 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1988 {
1989         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
1990
1991         while (n) {
1992                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1993
1994                 if (start >= p->end)
1995                         n = n->rb_right;
1996                 else if (end <= p->start)
1997                         n = n->rb_left;
1998                 else
1999                         break;
2000         }
2001         if (!n)
2002                 return NULL;
2003         for (;;) {
2004                 struct sp_node *w = NULL;
2005                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2006                 if (!prev)
2007                         break;
2008                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2009                 if (w->end <= start)
2010                         break;
2011                 n = prev;
2012         }
2013         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2014 }
2015
2016 /* Insert a new shared policy into the list. */
2017 /* Caller holds sp->lock */
2018 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2019 {
2020         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2021         struct rb_node *parent = NULL;
2022         struct sp_node *nd;
2023
2024         while (*p) {
2025                 parent = *p;
2026                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2027                 if (new->start < nd->start)
2028                         p = &(*p)->rb_left;
2029                 else if (new->end > nd->end)
2030                         p = &(*p)->rb_right;
2031                 else
2032                         BUG();
2033         }
2034         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2035         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2036         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2037                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2038 }
2039
2040 /* Find shared policy intersecting idx */
2041 struct mempolicy *
2042 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2043 {
2044         struct mempolicy *pol = NULL;
2045         struct sp_node *sn;
2046
2047         if (!sp->root.rb_node)
2048                 return NULL;
2049         spin_lock(&sp->lock);
2050         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2051         if (sn) {
2052                 mpol_get(sn->policy);
2053                 pol = sn->policy;
2054         }
2055         spin_unlock(&sp->lock);
2056         return pol;
2057 }
2058
2059 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2060 {
2061         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2062         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2063         mpol_put(n->policy);
2064         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2065 }
2066
2067 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2068                                 struct mempolicy *pol)
2069 {
2070         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2071
2072         if (!n)
2073                 return NULL;
2074         n->start = start;
2075         n->end = end;
2076         mpol_get(pol);
2077         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2078         n->policy = pol;
2079         return n;
2080 }
2081
2082 /* Replace a policy range. */
2083 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2084                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2085 {
2086         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2087
2088 restart:
2089         spin_lock(&sp->lock);
2090         n = sp_lookup(sp, start, end);
2091         /* Take care of old policies in the same range. */
2092         while (n && n->start < end) {
2093                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2094                 if (n->start >= start) {
2095                         if (n->end <= end)
2096                                 sp_delete(sp, n);
2097                         else
2098                                 n->start = end;
2099                 } else {
2100                         /* Old policy spanning whole new range. */
2101                         if (n->end > end) {
2102                                 if (!new2) {
2103                                         spin_unlock(&sp->lock);
2104                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2105                                         if (!new2)
2106                                                 return -ENOMEM;
2107                                         goto restart;
2108                                 }
2109                                 n->end = start;
2110                                 sp_insert(sp, new2);
2111                                 new2 = NULL;
2112                                 break;
2113                         } else
2114                                 n->end = start;
2115                 }
2116                 if (!next)
2117                         break;
2118                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2119         }
2120         if (new)
2121                 sp_insert(sp, new);
2122         spin_unlock(&sp->lock);
2123         if (new2) {
2124                 mpol_put(new2->policy);
2125                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2126         }
2127         return 0;
2128 }
2129
2130 /**
2131  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2132  * @sp: pointer to inode shared policy
2133  * @mpol:  struct mempolicy to install
2134  *
2135  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2136  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2137  * This must be released on exit.
2138  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2139  */
2140 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2141 {
2142         int ret;
2143
2144         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2145         spin_lock_init(&sp->lock);
2146
2147         if (mpol) {
2148                 struct vm_area_struct pvma;
2149                 struct mempolicy *new;
2150                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2151
2152                 if (!scratch)
2153                         goto put_mpol;
2154                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2155                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2156                 if (IS_ERR(new))
2157                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2158
2159                 task_lock(current);
2160                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2161                 task_unlock(current);
2162                 if (ret)
2163                         goto put_new;
2164
2165                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2166                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2167                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2168                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2169
2170 put_new:
2171                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2172 free_scratch:
2173                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2174 put_mpol:
2175                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2176         }
2177 }
2178
2179 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2180                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2181 {
2182         int err;
2183         struct sp_node *new = NULL;
2184         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2185
2186         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2187                  vma->vm_pgoff,
2188                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2189                  npol ? npol->flags : -1,
2190                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2191
2192         if (npol) {
2193                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2194                 if (!new)
2195                         return -ENOMEM;
2196         }
2197         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2198         if (err && new)
2199                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2200         return err;
2201 }
2202
2203 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2204 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2205 {
2206         struct sp_node *n;
2207         struct rb_node *next;
2208
2209         if (!p->root.rb_node)
2210                 return;
2211         spin_lock(&p->lock);
2212         next = rb_first(&p->root);
2213         while (next) {
2214                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2215                 next = rb_next(&n->nd);
2216                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2217                 mpol_put(n->policy);
2218                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2219         }
2220         spin_unlock(&p->lock);
2221 }
2222
2223 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2224 void __init numa_policy_init(void)
2225 {
2226         nodemask_t interleave_nodes;
2227         unsigned long largest = 0;
2228         int nid, prefer = 0;
2229
2230         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2231                                          sizeof(struct mempolicy),
2232                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2233
2234         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2235                                      sizeof(struct sp_node),
2236                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2237
2238         /*
2239          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2240          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2241          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2242          */
2243         nodes_clear(interleave_nodes);
2244         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2245                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2246
2247                 /* Preserve the largest node */
2248                 if (largest < total_pages) {
2249                         largest = total_pages;
2250                         prefer = nid;
2251                 }
2252
2253                 /* Interleave this node? */
2254                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2255                         node_set(nid, interleave_nodes);
2256         }
2257
2258         /* All too small, use the largest */
2259         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2260                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2261
2262         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2263                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2264 }
2265
2266 /* Reset policy of current process to default */
2267 void numa_default_policy(void)
2268 {
2269         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Parse and format mempolicy from/to strings
2274  */
2275
2276 /*
2277  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2278  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2279  */
2280 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2281 static const char * const policy_modes[] =
2282 {
2283         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2284         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2285         [MPOL_BIND]       = "bind",
2286         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2287         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2288 };
2289
2290
2291 #ifdef CONFIG_TMPFS
2292 /**
2293  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2294  * @str:  string containing mempolicy to parse
2295  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2296  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2297  *
2298  * Format of input:
2299  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2300  *
2301  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2302  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2303  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2304  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2305  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2306  * it again is redundant, but safe.
2307  *
2308  * On success, returns 0, else 1
2309  */
2310 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2311 {
2312         struct mempolicy *new = NULL;
2313         unsigned short mode;
2314         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2315         nodemask_t nodes;
2316         char *nodelist = strchr(str, ':');
2317         char *flags = strchr(str, '=');
2318         int err = 1;
2319
2320         if (nodelist) {
2321                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2322                 *nodelist++ = '\0';
2323                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2324                         goto out;
2325                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2326                         goto out;
2327         } else
2328                 nodes_clear(nodes);
2329
2330         if (flags)
2331                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2332
2333         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2334                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2335                         break;
2336                 }
2337         }
2338         if (mode > MPOL_LOCAL)
2339                 goto out;
2340
2341         switch (mode) {
2342         case MPOL_PREFERRED:
2343                 /*
2344                  * Insist on a nodelist of one node only
2345                  */
2346                 if (nodelist) {
2347                         char *rest = nodelist;
2348                         while (isdigit(*rest))
2349                                 rest++;
2350                         if (*rest)
2351                                 goto out;
2352                 }
2353                 break;
2354         case MPOL_INTERLEAVE:
2355                 /*
2356                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2357                  */
2358                 if (!nodelist)
2359                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2360                 break;
2361         case MPOL_LOCAL:
2362                 /*
2363                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2364                  */
2365                 if (nodelist)
2366                         goto out;
2367                 mode = MPOL_PREFERRED;
2368                 break;
2369         case MPOL_DEFAULT:
2370                 /*
2371                  * Insist on a empty nodelist
2372                  */
2373                 if (!nodelist)
2374                         err = 0;
2375                 goto out;
2376         case MPOL_BIND:
2377                 /*
2378                  * Insist on a nodelist
2379                  */
2380                 if (!nodelist)
2381                         goto out;
2382         }
2383
2384         mode_flags = 0;
2385         if (flags) {
2386                 /*
2387                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2388                  * mode flags.
2389                  */
2390                 if (!strcmp(flags, "static"))
2391                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2392                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2393                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2394                 else
2395                         goto out;
2396         }
2397
2398         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2399         if (IS_ERR(new))
2400                 goto out;
2401
2402         if (no_context) {
2403                 /* save for contextualization */
2404                 new->w.user_nodemask = nodes;
2405         } else {
2406                 int ret;
2407                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2408                 if (scratch) {
2409                         task_lock(current);
2410                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2411                         task_unlock(current);
2412                 } else
2413                         ret = -ENOMEM;
2414                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2415                 if (ret) {
2416                         mpol_put(new);
2417                         goto out;
2418                 }
2419         }
2420         err = 0;
2421
2422 out:
2423         /* Restore string for error message */
2424         if (nodelist)
2425                 *--nodelist = ':';
2426         if (flags)
2427                 *--flags = '=';
2428         if (!err)
2429                 *mpol = new;
2430         return err;
2431 }
2432 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2433
2434 /**
2435  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2436  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2437  * @maxlen:  length of @buffer
2438  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2439  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2440  *
2441  * Convert a mempolicy into a string.
2442  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2443  * or an error (negative)
2444  */
2445 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2446 {
2447         char *p = buffer;
2448         int l;
2449         nodemask_t nodes;
2450         unsigned short mode;
2451         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2452
2453         /*
2454          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2455          */
2456         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2457
2458         if (!pol || pol == &default_policy)
2459                 mode = MPOL_DEFAULT;
2460         else
2461                 mode = pol->mode;
2462
2463         switch (mode) {
2464         case MPOL_DEFAULT:
2465                 nodes_clear(nodes);
2466                 break;
2467
2468         case MPOL_PREFERRED:
2469                 nodes_clear(nodes);
2470                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2471                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2472                 else
2473                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2474                 break;
2475
2476         case MPOL_BIND:
2477                 /* Fall through */
2478         case MPOL_INTERLEAVE:
2479                 if (no_context)
2480                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2481                 else
2482                         nodes = pol->v.nodes;
2483                 break;
2484
2485         default:
2486                 BUG();
2487         }
2488
2489         l = strlen(policy_modes[mode]);
2490         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2491                 return -ENOSPC;
2492
2493         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2494         p += l;
2495
2496         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2497                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2498                         return -ENOSPC;
2499                 *p++ = '=';
2500
2501                 /*
2502                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2503                  */
2504                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2505                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2506                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2507                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2508         }
2509
2510         if (!nodes_empty(nodes)) {
2511                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2512                         return -ENOSPC;
2513                 *p++ = ':';
2514                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2515         }
2516         return p - buffer;
2517 }
2518
2519 struct numa_maps {
2520         unsigned long pages;
2521         unsigned long anon;
2522         unsigned long active;
2523         unsigned long writeback;
2524         unsigned long mapcount_max;
2525         unsigned long dirty;
2526         unsigned long swapcache;
2527         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
2528 };
2529
2530 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
2531 {
2532         struct numa_maps *md = private;
2533         int count = page_mapcount(page);
2534
2535         md->pages++;
2536         if (pte_dirty || PageDirty(page))
2537                 md->dirty++;
2538
2539         if (PageSwapCache(page))
2540                 md->swapcache++;
2541
2542         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
2543                 md->active++;
2544
2545         if (PageWriteback(page))
2546                 md->writeback++;
2547
2548         if (PageAnon(page))
2549                 md->anon++;
2550
2551         if (count > md->mapcount_max)
2552                 md->mapcount_max = count;
2553
2554         md->node[page_to_nid(page)]++;
2555 }
2556
2557 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2558 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2559                 unsigned long start, unsigned long end,
2560                 struct numa_maps *md)
2561 {
2562         unsigned long addr;
2563         struct page *page;
2564         struct hstate *h = hstate_vma(vma);
2565         unsigned long sz = huge_page_size(h);
2566
2567         for (addr = start; addr < end; addr += sz) {
2568                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm,
2569                                                 addr & huge_page_mask(h));
2570                 pte_t pte;
2571
2572                 if (!ptep)
2573                         continue;
2574
2575                 pte = *ptep;
2576                 if (pte_none(pte))
2577                         continue;
2578
2579                 page = pte_page(pte);
2580                 if (!page)
2581                         continue;
2582
2583                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
2584         }
2585 }
2586 #else
2587 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2588                 unsigned long start, unsigned long end,
2589                 struct numa_maps *md)
2590 {
2591 }
2592 #endif
2593
2594 /*
2595  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
2596  */
2597 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
2598 {
2599         struct proc_maps_private *priv = m->private;
2600         struct vm_area_struct *vma = v;
2601         struct numa_maps *md;
2602         struct file *file = vma->vm_file;
2603         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2604         struct mempolicy *pol;
2605         int n;
2606         char buffer[50];
2607
2608         if (!mm)
2609                 return 0;
2610
2611         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
2612         if (!md)
2613                 return 0;
2614
2615         pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
2616         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
2617         mpol_cond_put(pol);
2618
2619         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
2620
2621         if (file) {
2622                 seq_printf(m, " file=");
2623                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
2624         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
2625                 seq_printf(m, " heap");
2626         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
2627                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
2628                 seq_printf(m, " stack");
2629         }
2630
2631         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
2632                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
2633                 seq_printf(m, " huge");
2634         } else {
2635                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
2636                         &node_states[N_HIGH_MEMORY], MPOL_MF_STATS, md);
2637         }
2638
2639         if (!md->pages)
2640                 goto out;
2641
2642         if (md->anon)
2643                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
2644
2645         if (md->dirty)
2646                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
2647
2648         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
2649                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
2650
2651         if (md->mapcount_max > 1)
2652                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
2653
2654         if (md->swapcache)
2655                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
2656
2657         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
2658                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
2659
2660         if (md->writeback)
2661                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
2662
2663         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
2664                 if (md->node[n])
2665                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
2666 out:
2667         seq_putc(m, '\n');
2668         kfree(md);
2669
2670         if (m->count < m->size)
2671                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
2672         return 0;
2673 }