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