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