numa: fix slab_node(MPOL_BIND)
[linux-2.6.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/module.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96
97 #include "internal.h"
98
99 /* Internal flags */
100 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
101 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
102 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
461 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
462                                 unsigned long flags);
463
464 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
465 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
466                 unsigned long addr, unsigned long end,
467                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
468                 void *private)
469 {
470         pte_t *orig_pte;
471         pte_t *pte;
472         spinlock_t *ptl;
473
474         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
475         do {
476                 struct page *page;
477                 int nid;
478
479                 if (!pte_present(*pte))
480                         continue;
481                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
482                 if (!page)
483                         continue;
484                 /*
485                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
486                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
487                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
488                  */
489                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
490                         continue;
491                 nid = page_to_nid(page);
492                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
493                         continue;
494
495                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
496                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
497                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
498                         migrate_page_add(page, private, flags);
499                 else
500                         break;
501         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
502         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
503         return addr != end;
504 }
505
506 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
507                 unsigned long addr, unsigned long end,
508                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
509                 void *private)
510 {
511         pmd_t *pmd;
512         unsigned long next;
513
514         pmd = pmd_offset(pud, addr);
515         do {
516                 next = pmd_addr_end(addr, end);
517                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
518                         continue;
519                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
520                                     flags, private))
521                         return -EIO;
522         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
523         return 0;
524 }
525
526 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
527                 unsigned long addr, unsigned long end,
528                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
529                 void *private)
530 {
531         pud_t *pud;
532         unsigned long next;
533
534         pud = pud_offset(pgd, addr);
535         do {
536                 next = pud_addr_end(addr, end);
537                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
538                         continue;
539                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
540                                     flags, private))
541                         return -EIO;
542         } while (pud++, addr = next, addr != end);
543         return 0;
544 }
545
546 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
547                 unsigned long addr, unsigned long end,
548                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
549                 void *private)
550 {
551         pgd_t *pgd;
552         unsigned long next;
553
554         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
555         do {
556                 next = pgd_addr_end(addr, end);
557                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
558                         continue;
559                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
560                                     flags, private))
561                         return -EIO;
562         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
563         return 0;
564 }
565
566 /*
567  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
568  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
569  * put them on the pagelist.
570  */
571 static struct vm_area_struct *
572 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
573                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
574 {
575         int err;
576         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
577
578
579         first = find_vma(mm, start);
580         if (!first)
581                 return ERR_PTR(-EFAULT);
582         prev = NULL;
583         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
584                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
585                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
588                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
589                 }
590                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
591                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
592                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
593                                 vma_migratable(vma)))) {
594                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
595
596                         if (endvma > end)
597                                 endvma = end;
598                         if (vma->vm_start > start)
599                                 start = vma->vm_start;
600                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
601                                                 flags, private);
602                         if (err) {
603                                 first = ERR_PTR(err);
604                                 break;
605                         }
606                 }
607                 prev = vma;
608         }
609         return first;
610 }
611
612 /* Apply policy to a single VMA */
613 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
614 {
615         int err = 0;
616         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
617
618         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
619                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
620                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
621                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
622
623         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
624                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
625         if (!err) {
626                 mpol_get(new);
627                 vma->vm_policy = new;
628                 mpol_put(old);
629         }
630         return err;
631 }
632
633 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
634 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
635                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
636 {
637         struct vm_area_struct *next;
638         struct vm_area_struct *prev;
639         struct vm_area_struct *vma;
640         int err = 0;
641         pgoff_t pgoff;
642         unsigned long vmstart;
643         unsigned long vmend;
644
645         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
646         if (!vma || vma->vm_start > start)
647                 return -EFAULT;
648
649         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
650                 next = vma->vm_next;
651                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
652                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
653
654                 pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
655                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
656                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, new_pol);
657                 if (prev) {
658                         vma = prev;
659                         next = vma->vm_next;
660                         continue;
661                 }
662                 if (vma->vm_start != vmstart) {
663                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
664                         if (err)
665                                 goto out;
666                 }
667                 if (vma->vm_end != vmend) {
668                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
669                         if (err)
670                                 goto out;
671                 }
672                 err = policy_vma(vma, new_pol);
673                 if (err)
674                         goto out;
675         }
676
677  out:
678         return err;
679 }
680
681 /*
682  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
683  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
684  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
685  *
686  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
687  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
688  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
689  *
690  * The above limitation is why this routine has the funny name
691  * mpol_fix_fork_child_flag().
692  *
693  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
694  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
695  * for use within this file.
696  */
697
698 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
699 {
700         if (p->mempolicy)
701                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
702         else
703                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
704 }
705
706 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
707 {
708         mpol_fix_fork_child_flag(current);
709 }
710
711 /* Set the process memory policy */
712 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
713                              nodemask_t *nodes)
714 {
715         struct mempolicy *new, *old;
716         struct mm_struct *mm = current->mm;
717         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
718         int ret;
719
720         if (!scratch)
721                 return -ENOMEM;
722
723         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
724         if (IS_ERR(new)) {
725                 ret = PTR_ERR(new);
726                 goto out;
727         }
728         /*
729          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
730          * is using it.
731          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
732          * with no 'mm'.
733          */
734         if (mm)
735                 down_write(&mm->mmap_sem);
736         task_lock(current);
737         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
738         if (ret) {
739                 task_unlock(current);
740                 if (mm)
741                         up_write(&mm->mmap_sem);
742                 mpol_put(new);
743                 goto out;
744         }
745         old = current->mempolicy;
746         current->mempolicy = new;
747         mpol_set_task_struct_flag();
748         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
749             nodes_weight(new->v.nodes))
750                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
751         task_unlock(current);
752         if (mm)
753                 up_write(&mm->mmap_sem);
754
755         mpol_put(old);
756         ret = 0;
757 out:
758         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
759         return ret;
760 }
761
762 /*
763  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
764  *
765  * Called with task's alloc_lock held
766  */
767 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
768 {
769         nodes_clear(*nodes);
770         if (p == &default_policy)
771                 return;
772
773         switch (p->mode) {
774         case MPOL_BIND:
775                 /* Fall through */
776         case MPOL_INTERLEAVE:
777                 *nodes = p->v.nodes;
778                 break;
779         case MPOL_PREFERRED:
780                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
781                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
782                 /* else return empty node mask for local allocation */
783                 break;
784         default:
785                 BUG();
786         }
787 }
788
789 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
790 {
791         struct page *p;
792         int err;
793
794         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
795         if (err >= 0) {
796                 err = page_to_nid(p);
797                 put_page(p);
798         }
799         return err;
800 }
801
802 /* Retrieve NUMA policy */
803 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
804                              unsigned long addr, unsigned long flags)
805 {
806         int err;
807         struct mm_struct *mm = current->mm;
808         struct vm_area_struct *vma = NULL;
809         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
810
811         if (flags &
812                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
813                 return -EINVAL;
814
815         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
816                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
817                         return -EINVAL;
818                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
819                 task_lock(current);
820                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
821                 task_unlock(current);
822                 return 0;
823         }
824
825         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
826                 /*
827                  * Do NOT fall back to task policy if the
828                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
829                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
830                  */
831                 down_read(&mm->mmap_sem);
832                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
833                 if (!vma) {
834                         up_read(&mm->mmap_sem);
835                         return -EFAULT;
836                 }
837                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
838                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
839                 else
840                         pol = vma->vm_policy;
841         } else if (addr)
842                 return -EINVAL;
843
844         if (!pol)
845                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
846
847         if (flags & MPOL_F_NODE) {
848                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
849                         err = lookup_node(mm, addr);
850                         if (err < 0)
851                                 goto out;
852                         *policy = err;
853                 } else if (pol == current->mempolicy &&
854                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
855                         *policy = current->il_next;
856                 } else {
857                         err = -EINVAL;
858                         goto out;
859                 }
860         } else {
861                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
862                                                 pol->mode;
863                 /*
864                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
865                  * the policy to userspace.
866                  */
867                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
868         }
869
870         if (vma) {
871                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
872                 vma = NULL;
873         }
874
875         err = 0;
876         if (nmask) {
877                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
878                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
879                 } else {
880                         task_lock(current);
881                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
882                         task_unlock(current);
883                 }
884         }
885
886  out:
887         mpol_cond_put(pol);
888         if (vma)
889                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
890         return err;
891 }
892
893 #ifdef CONFIG_MIGRATION
894 /*
895  * page migration
896  */
897 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
898                                 unsigned long flags)
899 {
900         /*
901          * Avoid migrating a page that is shared with others.
902          */
903         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
904                 if (!isolate_lru_page(page)) {
905                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
906                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
907                                             page_is_file_cache(page));
908                 }
909         }
910 }
911
912 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
913 {
914         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
915 }
916
917 /*
918  * Migrate pages from one node to a target node.
919  * Returns error or the number of pages not migrated.
920  */
921 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
922                            int flags)
923 {
924         nodemask_t nmask;
925         LIST_HEAD(pagelist);
926         int err = 0;
927         struct vm_area_struct *vma;
928
929         nodes_clear(nmask);
930         node_set(source, nmask);
931
932         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
933                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
934         if (IS_ERR(vma))
935                 return PTR_ERR(vma);
936
937         if (!list_empty(&pagelist)) {
938                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest, 0);
939                 if (err)
940                         putback_lru_pages(&pagelist);
941         }
942
943         return err;
944 }
945
946 /*
947  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
948  * layout as much as possible.
949  *
950  * Returns the number of page that could not be moved.
951  */
952 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
953         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
954 {
955         int busy = 0;
956         int err;
957         nodemask_t tmp;
958
959         err = migrate_prep();
960         if (err)
961                 return err;
962
963         down_read(&mm->mmap_sem);
964
965         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
966         if (err)
967                 goto out;
968
969         /*
970          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
971          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
972          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
973          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
974          *
975          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
976          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
977          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
978          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
979          *
980          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
981          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
982          * (nothing left to migrate).
983          *
984          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
985          * if possible the dest node is not already occupied by some other
986          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
987          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
988          * before migrating outgoing memory source that same node.
989          *
990          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
991          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
992          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
993          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
994          * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
995          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
996          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
997          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
998          */
999
1000         tmp = *from_nodes;
1001         while (!nodes_empty(tmp)) {
1002                 int s,d;
1003                 int source = -1;
1004                 int dest = 0;
1005
1006                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1007                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1008                         if (s == d)
1009                                 continue;
1010
1011                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1012                         dest = d;
1013
1014                         /* dest not in remaining from nodes? */
1015                         if (!node_isset(dest, tmp))
1016                                 break;
1017                 }
1018                 if (source == -1)
1019                         break;
1020
1021                 node_clear(source, tmp);
1022                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1023                 if (err > 0)
1024                         busy += err;
1025                 if (err < 0)
1026                         break;
1027         }
1028 out:
1029         up_read(&mm->mmap_sem);
1030         if (err < 0)
1031                 return err;
1032         return busy;
1033
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1038  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1039  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1040  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1041  * is in virtual address order.
1042  */
1043 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1044 {
1045         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1046         unsigned long uninitialized_var(address);
1047
1048         while (vma) {
1049                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1050                 if (address != -EFAULT)
1051                         break;
1052                 vma = vma->vm_next;
1053         }
1054
1055         /*
1056          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1057          */
1058         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1059 }
1060 #else
1061
1062 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1063                                 unsigned long flags)
1064 {
1065 }
1066
1067 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1068         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1069 {
1070         return -ENOSYS;
1071 }
1072
1073 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1074 {
1075         return NULL;
1076 }
1077 #endif
1078
1079 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1080                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1081                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1082 {
1083         struct vm_area_struct *vma;
1084         struct mm_struct *mm = current->mm;
1085         struct mempolicy *new;
1086         unsigned long end;
1087         int err;
1088         LIST_HEAD(pagelist);
1089
1090         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1091                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1092                 return -EINVAL;
1093         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1094                 return -EPERM;
1095
1096         if (start & ~PAGE_MASK)
1097                 return -EINVAL;
1098
1099         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1100                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1101
1102         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1103         end = start + len;
1104
1105         if (end < start)
1106                 return -EINVAL;
1107         if (end == start)
1108                 return 0;
1109
1110         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1111         if (IS_ERR(new))
1112                 return PTR_ERR(new);
1113
1114         /*
1115          * If we are using the default policy then operation
1116          * on discontinuous address spaces is okay after all
1117          */
1118         if (!new)
1119                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1120
1121         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1122                  start, start + len, mode, mode_flags,
1123                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1124
1125         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1126
1127                 err = migrate_prep();
1128                 if (err)
1129                         goto mpol_out;
1130         }
1131         {
1132                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1133                 if (scratch) {
1134                         down_write(&mm->mmap_sem);
1135                         task_lock(current);
1136                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1137                         task_unlock(current);
1138                         if (err)
1139                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1140                 } else
1141                         err = -ENOMEM;
1142                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1143         }
1144         if (err)
1145                 goto mpol_out;
1146
1147         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1148                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1149
1150         err = PTR_ERR(vma);
1151         if (!IS_ERR(vma)) {
1152                 int nr_failed = 0;
1153
1154                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1155
1156                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1157                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1158                                                 (unsigned long)vma, 0);
1159                         if (nr_failed)
1160                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1161                 }
1162
1163                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1164                         err = -EIO;
1165         } else
1166                 putback_lru_pages(&pagelist);
1167
1168         up_write(&mm->mmap_sem);
1169  mpol_out:
1170         mpol_put(new);
1171         return err;
1172 }
1173
1174 /*
1175  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1176  */
1177
1178 /* Copy a node mask from user space. */
1179 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1180                      unsigned long maxnode)
1181 {
1182         unsigned long k;
1183         unsigned long nlongs;
1184         unsigned long endmask;
1185
1186         --maxnode;
1187         nodes_clear(*nodes);
1188         if (maxnode == 0 || !nmask)
1189                 return 0;
1190         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1191                 return -EINVAL;
1192
1193         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1194         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1195                 endmask = ~0UL;
1196         else
1197                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1198
1199         /* When the user specified more nodes than supported just check
1200            if the non supported part is all zero. */
1201         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1202                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1203                         return -EINVAL;
1204                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1205                         unsigned long t;
1206                         if (get_user(t, nmask + k))
1207                                 return -EFAULT;
1208                         if (k == nlongs - 1) {
1209                                 if (t & endmask)
1210                                         return -EINVAL;
1211                         } else if (t)
1212                                 return -EINVAL;
1213                 }
1214                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1215                 endmask = ~0UL;
1216         }
1217
1218         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1219                 return -EFAULT;
1220         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 /* Copy a kernel node mask to user space */
1225 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1226                               nodemask_t *nodes)
1227 {
1228         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1229         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1230
1231         if (copy > nbytes) {
1232                 if (copy > PAGE_SIZE)
1233                         return -EINVAL;
1234                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1235                         return -EFAULT;
1236                 copy = nbytes;
1237         }
1238         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1239 }
1240
1241 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1242                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1243                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1244 {
1245         nodemask_t nodes;
1246         int err;
1247         unsigned short mode_flags;
1248
1249         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1250         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1251         if (mode >= MPOL_MAX)
1252                 return -EINVAL;
1253         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1254             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1255                 return -EINVAL;
1256         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1257         if (err)
1258                 return err;
1259         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1260 }
1261
1262 /* Set the process memory policy */
1263 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1264                 unsigned long, maxnode)
1265 {
1266         int err;
1267         nodemask_t nodes;
1268         unsigned short flags;
1269
1270         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1271         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1272         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1273                 return -EINVAL;
1274         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1275                 return -EINVAL;
1276         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1277         if (err)
1278                 return err;
1279         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1280 }
1281
1282 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1283                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1284                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1285 {
1286         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1287         struct mm_struct *mm = NULL;
1288         struct task_struct *task;
1289         nodemask_t task_nodes;
1290         int err;
1291         nodemask_t *old;
1292         nodemask_t *new;
1293         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1294
1295         if (!scratch)
1296                 return -ENOMEM;
1297
1298         old = &scratch->mask1;
1299         new = &scratch->mask2;
1300
1301         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1302         if (err)
1303                 goto out;
1304
1305         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1306         if (err)
1307                 goto out;
1308
1309         /* Find the mm_struct */
1310         read_lock(&tasklist_lock);
1311         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1312         if (!task) {
1313                 read_unlock(&tasklist_lock);
1314                 err = -ESRCH;
1315                 goto out;
1316         }
1317         mm = get_task_mm(task);
1318         read_unlock(&tasklist_lock);
1319
1320         err = -EINVAL;
1321         if (!mm)
1322                 goto out;
1323
1324         /*
1325          * Check if this process has the right to modify the specified
1326          * process. The right exists if the process has administrative
1327          * capabilities, superuser privileges or the same
1328          * userid as the target process.
1329          */
1330         rcu_read_lock();
1331         tcred = __task_cred(task);
1332         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1333             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1334             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1335                 rcu_read_unlock();
1336                 err = -EPERM;
1337                 goto out;
1338         }
1339         rcu_read_unlock();
1340
1341         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1342         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1343         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1344                 err = -EPERM;
1345                 goto out;
1346         }
1347
1348         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1349                 err = -EINVAL;
1350                 goto out;
1351         }
1352
1353         err = security_task_movememory(task);
1354         if (err)
1355                 goto out;
1356
1357         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1358                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1359 out:
1360         if (mm)
1361                 mmput(mm);
1362         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1363
1364         return err;
1365 }
1366
1367
1368 /* Retrieve NUMA policy */
1369 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1370                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1371                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1372 {
1373         int err;
1374         int uninitialized_var(pval);
1375         nodemask_t nodes;
1376
1377         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1378                 return -EINVAL;
1379
1380         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1381
1382         if (err)
1383                 return err;
1384
1385         if (policy && put_user(pval, policy))
1386                 return -EFAULT;
1387
1388         if (nmask)
1389                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1390
1391         return err;
1392 }
1393
1394 #ifdef CONFIG_COMPAT
1395
1396 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1397                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1398                                      compat_ulong_t maxnode,
1399                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1400 {
1401         long err;
1402         unsigned long __user *nm = NULL;
1403         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1404         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1405
1406         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1407         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1408
1409         if (nmask)
1410                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1411
1412         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1413
1414         if (!err && nmask) {
1415                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1416                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1417                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1418                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1419         }
1420
1421         return err;
1422 }
1423
1424 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1425                                      compat_ulong_t maxnode)
1426 {
1427         long err = 0;
1428         unsigned long __user *nm = NULL;
1429         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1430         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1431
1432         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1433         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1434
1435         if (nmask) {
1436                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1437                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1438                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1439         }
1440
1441         if (err)
1442                 return -EFAULT;
1443
1444         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1445 }
1446
1447 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1448                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1449                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1450 {
1451         long err = 0;
1452         unsigned long __user *nm = NULL;
1453         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1454         nodemask_t bm;
1455
1456         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1457         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1458
1459         if (nmask) {
1460                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1461                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1462                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1463         }
1464
1465         if (err)
1466                 return -EFAULT;
1467
1468         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1469 }
1470
1471 #endif
1472
1473 /*
1474  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1475  * @task - task for fallback if vma policy == default
1476  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1477  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1478  *
1479  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1480  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1481  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1482  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1483  * the caller.
1484  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1485  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1486  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1487  * extra reference for shared policies.
1488  */
1489 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1490                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1491 {
1492         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1493
1494         if (vma) {
1495                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1496                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1497                                                                         addr);
1498                         if (vpol)
1499                                 pol = vpol;
1500                 } else if (vma->vm_policy)
1501                         pol = vma->vm_policy;
1502         }
1503         if (!pol)
1504                 pol = &default_policy;
1505         return pol;
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1510  * page allocation
1511  */
1512 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1513 {
1514         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1515         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1516                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1517                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1518                 return &policy->v.nodes;
1519
1520         return NULL;
1521 }
1522
1523 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1524 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1525 {
1526         int nd = numa_node_id();
1527
1528         switch (policy->mode) {
1529         case MPOL_PREFERRED:
1530                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1531                         nd = policy->v.preferred_node;
1532                 break;
1533         case MPOL_BIND:
1534                 /*
1535                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1536                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1537                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1538                  * the first node in the mask instead.
1539                  */
1540                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1541                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1542                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1543                 break;
1544         default:
1545                 BUG();
1546         }
1547         return node_zonelist(nd, gfp);
1548 }
1549
1550 /* Do dynamic interleaving for a process */
1551 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1552 {
1553         unsigned nid, next;
1554         struct task_struct *me = current;
1555
1556         nid = me->il_next;
1557         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1558         if (next >= MAX_NUMNODES)
1559                 next = first_node(policy->v.nodes);
1560         if (next < MAX_NUMNODES)
1561                 me->il_next = next;
1562         return nid;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1567  * next slab entry.
1568  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1569  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1570  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1571  * such protection.
1572  */
1573 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1574 {
1575         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1576                 return numa_node_id();
1577
1578         switch (policy->mode) {
1579         case MPOL_PREFERRED:
1580                 /*
1581                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1582                  */
1583                 return policy->v.preferred_node;
1584
1585         case MPOL_INTERLEAVE:
1586                 return interleave_nodes(policy);
1587
1588         case MPOL_BIND: {
1589                 /*
1590                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1591                  * first node.
1592                  */
1593                 struct zonelist *zonelist;
1594                 struct zone *zone;
1595                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1596                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1597                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1598                                                         &policy->v.nodes,
1599                                                         &zone);
1600                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1601         }
1602
1603         default:
1604                 BUG();
1605         }
1606 }
1607
1608 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1609 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1610                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1611 {
1612         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1613         unsigned target;
1614         int c;
1615         int nid = -1;
1616
1617         if (!nnodes)
1618                 return numa_node_id();
1619         target = (unsigned int)off % nnodes;
1620         c = 0;
1621         do {
1622                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1623                 c++;
1624         } while (c <= target);
1625         return nid;
1626 }
1627
1628 /* Determine a node number for interleave */
1629 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1630                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1631 {
1632         if (vma) {
1633                 unsigned long off;
1634
1635                 /*
1636                  * for small pages, there is no difference between
1637                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1638                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1639                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1640                  * a useful offset.
1641                  */
1642                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1643                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1644                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1645                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1646         } else
1647                 return interleave_nodes(pol);
1648 }
1649
1650 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1651 /*
1652  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1653  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1654  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1655  * @gfp_flags = for requested zone
1656  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1657  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1658  *
1659  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1660  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1661  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1662  * @nodemask for filtering the zonelist.
1663  *
1664  * Must be protected by get_mems_allowed()
1665  */
1666 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1667                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1668                                 nodemask_t **nodemask)
1669 {
1670         struct zonelist *zl;
1671
1672         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1673         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1674
1675         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1676                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1677                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1678         } else {
1679                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol);
1680                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1681                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1682         }
1683         return zl;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * init_nodemask_of_mempolicy
1688  *
1689  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1690  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1691  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1692  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1693  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1694  * of non-default mempolicy.
1695  *
1696  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1697  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1698  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1699  *
1700  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1701  */
1702 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1703 {
1704         struct mempolicy *mempolicy;
1705         int nid;
1706
1707         if (!(mask && current->mempolicy))
1708                 return false;
1709
1710         task_lock(current);
1711         mempolicy = current->mempolicy;
1712         switch (mempolicy->mode) {
1713         case MPOL_PREFERRED:
1714                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1715                         nid = numa_node_id();
1716                 else
1717                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1718                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1719                 break;
1720
1721         case MPOL_BIND:
1722                 /* Fall through */
1723         case MPOL_INTERLEAVE:
1724                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1725                 break;
1726
1727         default:
1728                 BUG();
1729         }
1730         task_unlock(current);
1731
1732         return true;
1733 }
1734 #endif
1735
1736 /*
1737  * mempolicy_nodemask_intersects
1738  *
1739  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1740  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1741  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1742  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1743  *
1744  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1745  */
1746 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1747                                         const nodemask_t *mask)
1748 {
1749         struct mempolicy *mempolicy;
1750         bool ret = true;
1751
1752         if (!mask)
1753                 return ret;
1754         task_lock(tsk);
1755         mempolicy = tsk->mempolicy;
1756         if (!mempolicy)
1757                 goto out;
1758
1759         switch (mempolicy->mode) {
1760         case MPOL_PREFERRED:
1761                 /*
1762                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1763                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1764                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1765                  * nodes in mask.
1766                  */
1767                 break;
1768         case MPOL_BIND:
1769         case MPOL_INTERLEAVE:
1770                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1771                 break;
1772         default:
1773                 BUG();
1774         }
1775 out:
1776         task_unlock(tsk);
1777         return ret;
1778 }
1779
1780 /* Allocate a page in interleaved policy.
1781    Own path because it needs to do special accounting. */
1782 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1783                                         unsigned nid)
1784 {
1785         struct zonelist *zl;
1786         struct page *page;
1787
1788         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1789         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1790         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1791                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1792         return page;
1793 }
1794
1795 /**
1796  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1797  *
1798  *      @gfp:
1799  *      %GFP_USER    user allocation.
1800  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1801  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1802  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1803  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1804  *
1805  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1806  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1807  *
1808  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1809  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1810  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1811  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1812  *      all allocations for pages that will be mapped into
1813  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1814  *
1815  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1816  */
1817 struct page *
1818 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1819 {
1820         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1821         struct zonelist *zl;
1822         struct page *page;
1823
1824         get_mems_allowed();
1825         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1826                 unsigned nid;
1827
1828                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1829                 mpol_cond_put(pol);
1830                 page = alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1831                 put_mems_allowed();
1832                 return page;
1833         }
1834         zl = policy_zonelist(gfp, pol);
1835         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1836                 /*
1837                  * slow path: ref counted shared policy
1838                  */
1839                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, 0,
1840                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1841                 __mpol_put(pol);
1842                 put_mems_allowed();
1843                 return page;
1844         }
1845         /*
1846          * fast path:  default or task policy
1847          */
1848         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1849         put_mems_allowed();
1850         return page;
1851 }
1852
1853 /**
1854  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1855  *
1856  *      @gfp:
1857  *              %GFP_USER   user allocation,
1858  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1859  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1860  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1861  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1862  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1863  *
1864  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1865  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1866  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1867  *
1868  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1869  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1870  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1871  */
1872 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1873 {
1874         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1875         struct page *page;
1876
1877         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1878                 pol = &default_policy;
1879
1880         get_mems_allowed();
1881         /*
1882          * No reference counting needed for current->mempolicy
1883          * nor system default_policy
1884          */
1885         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1886                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1887         else
1888                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1889                         policy_zonelist(gfp, pol), policy_nodemask(gfp, pol));
1890         put_mems_allowed();
1891         return page;
1892 }
1893 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1894
1895 /*
1896  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1897  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1898  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1899  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1900  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1901  *
1902  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1903  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1904  */
1905
1906 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1907 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1908 {
1909         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1910
1911         if (!new)
1912                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1913
1914         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1915         if (old == current->mempolicy) {
1916                 task_lock(current);
1917                 *new = *old;
1918                 task_unlock(current);
1919         } else
1920                 *new = *old;
1921
1922         rcu_read_lock();
1923         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1924                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1925                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1926                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1927                 else
1928                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1929         }
1930         rcu_read_unlock();
1931         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1932         return new;
1933 }
1934
1935 /*
1936  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1937  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1938  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1939  * after return.  Use the returned value.
1940  *
1941  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1942  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1943  * shmem_readahead needs this.
1944  */
1945 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1946                                                 struct mempolicy *frompol)
1947 {
1948         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1949                 return frompol;
1950
1951         *tompol = *frompol;
1952         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1953         __mpol_put(frompol);
1954         return tompol;
1955 }
1956
1957 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1958 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1959 {
1960         if (!a || !b)
1961                 return 0;
1962         if (a->mode != b->mode)
1963                 return 0;
1964         if (a->flags != b->flags)
1965                 return 0;
1966         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1967                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1968                         return 0;
1969
1970         switch (a->mode) {
1971         case MPOL_BIND:
1972                 /* Fall through */
1973         case MPOL_INTERLEAVE:
1974                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1975         case MPOL_PREFERRED:
1976                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node &&
1977                         a->flags == b->flags;
1978         default:
1979                 BUG();
1980                 return 0;
1981         }
1982 }
1983
1984 /*
1985  * Shared memory backing store policy support.
1986  *
1987  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1988  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1989  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1990  * for any accesses to the tree.
1991  */
1992
1993 /* lookup first element intersecting start-end */
1994 /* Caller holds sp->lock */
1995 static struct sp_node *
1996 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1997 {
1998         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
1999
2000         while (n) {
2001                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2002
2003                 if (start >= p->end)
2004                         n = n->rb_right;
2005                 else if (end <= p->start)
2006                         n = n->rb_left;
2007                 else
2008                         break;
2009         }
2010         if (!n)
2011                 return NULL;
2012         for (;;) {
2013                 struct sp_node *w = NULL;
2014                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2015                 if (!prev)
2016                         break;
2017                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2018                 if (w->end <= start)
2019                         break;
2020                 n = prev;
2021         }
2022         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2023 }
2024
2025 /* Insert a new shared policy into the list. */
2026 /* Caller holds sp->lock */
2027 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2028 {
2029         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2030         struct rb_node *parent = NULL;
2031         struct sp_node *nd;
2032
2033         while (*p) {
2034                 parent = *p;
2035                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2036                 if (new->start < nd->start)
2037                         p = &(*p)->rb_left;
2038                 else if (new->end > nd->end)
2039                         p = &(*p)->rb_right;
2040                 else
2041                         BUG();
2042         }
2043         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2044         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2045         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2046                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2047 }
2048
2049 /* Find shared policy intersecting idx */
2050 struct mempolicy *
2051 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2052 {
2053         struct mempolicy *pol = NULL;
2054         struct sp_node *sn;
2055
2056         if (!sp->root.rb_node)
2057                 return NULL;
2058         spin_lock(&sp->lock);
2059         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2060         if (sn) {
2061                 mpol_get(sn->policy);
2062                 pol = sn->policy;
2063         }
2064         spin_unlock(&sp->lock);
2065         return pol;
2066 }
2067
2068 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2069 {
2070         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2071         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2072         mpol_put(n->policy);
2073         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2074 }
2075
2076 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2077                                 struct mempolicy *pol)
2078 {
2079         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2080
2081         if (!n)
2082                 return NULL;
2083         n->start = start;
2084         n->end = end;
2085         mpol_get(pol);
2086         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2087         n->policy = pol;
2088         return n;
2089 }
2090
2091 /* Replace a policy range. */
2092 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2093                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2094 {
2095         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2096
2097 restart:
2098         spin_lock(&sp->lock);
2099         n = sp_lookup(sp, start, end);
2100         /* Take care of old policies in the same range. */
2101         while (n && n->start < end) {
2102                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2103                 if (n->start >= start) {
2104                         if (n->end <= end)
2105                                 sp_delete(sp, n);
2106                         else
2107                                 n->start = end;
2108                 } else {
2109                         /* Old policy spanning whole new range. */
2110                         if (n->end > end) {
2111                                 if (!new2) {
2112                                         spin_unlock(&sp->lock);
2113                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2114                                         if (!new2)
2115                                                 return -ENOMEM;
2116                                         goto restart;
2117                                 }
2118                                 n->end = start;
2119                                 sp_insert(sp, new2);
2120                                 new2 = NULL;
2121                                 break;
2122                         } else
2123                                 n->end = start;
2124                 }
2125                 if (!next)
2126                         break;
2127                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2128         }
2129         if (new)
2130                 sp_insert(sp, new);
2131         spin_unlock(&sp->lock);
2132         if (new2) {
2133                 mpol_put(new2->policy);
2134                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2135         }
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 /**
2140  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2141  * @sp: pointer to inode shared policy
2142  * @mpol:  struct mempolicy to install
2143  *
2144  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2145  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2146  * This must be released on exit.
2147  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2148  */
2149 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2150 {
2151         int ret;
2152
2153         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2154         spin_lock_init(&sp->lock);
2155
2156         if (mpol) {
2157                 struct vm_area_struct pvma;
2158                 struct mempolicy *new;
2159                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2160
2161                 if (!scratch)
2162                         goto put_mpol;
2163                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2164                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2165                 if (IS_ERR(new))
2166                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2167
2168                 task_lock(current);
2169                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2170                 task_unlock(current);
2171                 if (ret)
2172                         goto put_new;
2173
2174                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2175                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2176                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2177                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2178
2179 put_new:
2180                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2181 free_scratch:
2182                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2183 put_mpol:
2184                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2185         }
2186 }
2187
2188 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2189                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2190 {
2191         int err;
2192         struct sp_node *new = NULL;
2193         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2194
2195         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2196                  vma->vm_pgoff,
2197                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2198                  npol ? npol->flags : -1,
2199                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2200
2201         if (npol) {
2202                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2203                 if (!new)
2204                         return -ENOMEM;
2205         }
2206         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2207         if (err && new)
2208                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2209         return err;
2210 }
2211
2212 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2213 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2214 {
2215         struct sp_node *n;
2216         struct rb_node *next;
2217
2218         if (!p->root.rb_node)
2219                 return;
2220         spin_lock(&p->lock);
2221         next = rb_first(&p->root);
2222         while (next) {
2223                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2224                 next = rb_next(&n->nd);
2225                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2226                 mpol_put(n->policy);
2227                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2228         }
2229         spin_unlock(&p->lock);
2230 }
2231
2232 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2233 void __init numa_policy_init(void)
2234 {
2235         nodemask_t interleave_nodes;
2236         unsigned long largest = 0;
2237         int nid, prefer = 0;
2238
2239         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2240                                          sizeof(struct mempolicy),
2241                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2242
2243         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2244                                      sizeof(struct sp_node),
2245                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2246
2247         /*
2248          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2249          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2250          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2251          */
2252         nodes_clear(interleave_nodes);
2253         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2254                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2255
2256                 /* Preserve the largest node */
2257                 if (largest < total_pages) {
2258                         largest = total_pages;
2259                         prefer = nid;
2260                 }
2261
2262                 /* Interleave this node? */
2263                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2264                         node_set(nid, interleave_nodes);
2265         }
2266
2267         /* All too small, use the largest */
2268         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2269                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2270
2271         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2272                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2273 }
2274
2275 /* Reset policy of current process to default */
2276 void numa_default_policy(void)
2277 {
2278         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2279 }
2280
2281 /*
2282  * Parse and format mempolicy from/to strings
2283  */
2284
2285 /*
2286  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2287  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2288  */
2289 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2290 static const char * const policy_modes[] =
2291 {
2292         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2293         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2294         [MPOL_BIND]       = "bind",
2295         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2296         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2297 };
2298
2299
2300 #ifdef CONFIG_TMPFS
2301 /**
2302  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2303  * @str:  string containing mempolicy to parse
2304  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2305  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2306  *
2307  * Format of input:
2308  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2309  *
2310  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2311  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2312  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2313  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2314  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2315  * it again is redundant, but safe.
2316  *
2317  * On success, returns 0, else 1
2318  */
2319 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2320 {
2321         struct mempolicy *new = NULL;
2322         unsigned short mode;
2323         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2324         nodemask_t nodes;
2325         char *nodelist = strchr(str, ':');
2326         char *flags = strchr(str, '=');
2327         int err = 1;
2328
2329         if (nodelist) {
2330                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2331                 *nodelist++ = '\0';
2332                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2333                         goto out;
2334                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2335                         goto out;
2336         } else
2337                 nodes_clear(nodes);
2338
2339         if (flags)
2340                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2341
2342         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2343                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2344                         break;
2345                 }
2346         }
2347         if (mode > MPOL_LOCAL)
2348                 goto out;
2349
2350         switch (mode) {
2351         case MPOL_PREFERRED:
2352                 /*
2353                  * Insist on a nodelist of one node only
2354                  */
2355                 if (nodelist) {
2356                         char *rest = nodelist;
2357                         while (isdigit(*rest))
2358                                 rest++;
2359                         if (*rest)
2360                                 goto out;
2361                 }
2362                 break;
2363         case MPOL_INTERLEAVE:
2364                 /*
2365                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2366                  */
2367                 if (!nodelist)
2368                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2369                 break;
2370         case MPOL_LOCAL:
2371                 /*
2372                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2373                  */
2374                 if (nodelist)
2375                         goto out;
2376                 mode = MPOL_PREFERRED;
2377                 break;
2378         case MPOL_DEFAULT:
2379                 /*
2380                  * Insist on a empty nodelist
2381                  */
2382                 if (!nodelist)
2383                         err = 0;
2384                 goto out;
2385         case MPOL_BIND:
2386                 /*
2387                  * Insist on a nodelist
2388                  */
2389                 if (!nodelist)
2390                         goto out;
2391         }
2392
2393         mode_flags = 0;
2394         if (flags) {
2395                 /*
2396                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2397                  * mode flags.
2398                  */
2399                 if (!strcmp(flags, "static"))
2400                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2401                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2402                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2403                 else
2404                         goto out;
2405         }
2406
2407         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2408         if (IS_ERR(new))
2409                 goto out;
2410
2411         if (no_context) {
2412                 /* save for contextualization */
2413                 new->w.user_nodemask = nodes;
2414         } else {
2415                 int ret;
2416                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2417                 if (scratch) {
2418                         task_lock(current);
2419                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2420                         task_unlock(current);
2421                 } else
2422                         ret = -ENOMEM;
2423                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2424                 if (ret) {
2425                         mpol_put(new);
2426                         goto out;
2427                 }
2428         }
2429         err = 0;
2430
2431 out:
2432         /* Restore string for error message */
2433         if (nodelist)
2434                 *--nodelist = ':';
2435         if (flags)
2436                 *--flags = '=';
2437         if (!err)
2438                 *mpol = new;
2439         return err;
2440 }
2441 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2442
2443 /**
2444  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2445  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2446  * @maxlen:  length of @buffer
2447  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2448  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2449  *
2450  * Convert a mempolicy into a string.
2451  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2452  * or an error (negative)
2453  */
2454 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2455 {
2456         char *p = buffer;
2457         int l;
2458         nodemask_t nodes;
2459         unsigned short mode;
2460         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2461
2462         /*
2463          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2464          */
2465         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2466
2467         if (!pol || pol == &default_policy)
2468                 mode = MPOL_DEFAULT;
2469         else
2470                 mode = pol->mode;
2471
2472         switch (mode) {
2473         case MPOL_DEFAULT:
2474                 nodes_clear(nodes);
2475                 break;
2476
2477         case MPOL_PREFERRED:
2478                 nodes_clear(nodes);
2479                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2480                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2481                 else
2482                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2483                 break;
2484
2485         case MPOL_BIND:
2486                 /* Fall through */
2487         case MPOL_INTERLEAVE:
2488                 if (no_context)
2489                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2490                 else
2491                         nodes = pol->v.nodes;
2492                 break;
2493
2494         default:
2495                 BUG();
2496         }
2497
2498         l = strlen(policy_modes[mode]);
2499         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2500                 return -ENOSPC;
2501
2502         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2503         p += l;
2504
2505         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2506                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2507                         return -ENOSPC;
2508                 *p++ = '=';
2509
2510                 /*
2511                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2512                  */
2513                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2514                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2515                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2516                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2517         }
2518
2519         if (!nodes_empty(nodes)) {
2520                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2521                         return -ENOSPC;
2522                 *p++ = ':';
2523                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2524         }
2525         return p - buffer;
2526 }
2527
2528 struct numa_maps {
2529         unsigned long pages;
2530         unsigned long anon;
2531         unsigned long active;
2532         unsigned long writeback;
2533         unsigned long mapcount_max;
2534         unsigned long dirty;
2535         unsigned long swapcache;
2536         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
2537 };
2538
2539 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
2540 {
2541         struct numa_maps *md = private;
2542         int count = page_mapcount(page);
2543
2544         md->pages++;
2545         if (pte_dirty || PageDirty(page))
2546                 md->dirty++;
2547
2548         if (PageSwapCache(page))
2549                 md->swapcache++;
2550
2551         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
2552                 md->active++;
2553
2554         if (PageWriteback(page))
2555                 md->writeback++;
2556
2557         if (PageAnon(page))
2558                 md->anon++;
2559
2560         if (count > md->mapcount_max)
2561                 md->mapcount_max = count;
2562
2563         md->node[page_to_nid(page)]++;
2564 }
2565
2566 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2567 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2568                 unsigned long start, unsigned long end,
2569                 struct numa_maps *md)
2570 {
2571         unsigned long addr;
2572         struct page *page;
2573         struct hstate *h = hstate_vma(vma);
2574         unsigned long sz = huge_page_size(h);
2575
2576         for (addr = start; addr < end; addr += sz) {
2577                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm,
2578                                                 addr & huge_page_mask(h));
2579                 pte_t pte;
2580
2581                 if (!ptep)
2582                         continue;
2583
2584                 pte = *ptep;
2585                 if (pte_none(pte))
2586                         continue;
2587
2588                 page = pte_page(pte);
2589                 if (!page)
2590                         continue;
2591
2592                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
2593         }
2594 }
2595 #else
2596 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2597                 unsigned long start, unsigned long end,
2598                 struct numa_maps *md)
2599 {
2600 }
2601 #endif
2602
2603 /*
2604  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
2605  */
2606 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
2607 {
2608         struct proc_maps_private *priv = m->private;
2609         struct vm_area_struct *vma = v;
2610         struct numa_maps *md;
2611         struct file *file = vma->vm_file;
2612         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2613         struct mempolicy *pol;
2614         int n;
2615         char buffer[50];
2616
2617         if (!mm)
2618                 return 0;
2619
2620         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
2621         if (!md)
2622                 return 0;
2623
2624         pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
2625         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
2626         mpol_cond_put(pol);
2627
2628         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
2629
2630         if (file) {
2631                 seq_printf(m, " file=");
2632                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
2633         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
2634                 seq_printf(m, " heap");
2635         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
2636                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
2637                 seq_printf(m, " stack");
2638         }
2639
2640         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
2641                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
2642                 seq_printf(m, " huge");
2643         } else {
2644                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
2645                         &node_states[N_HIGH_MEMORY], MPOL_MF_STATS, md);
2646         }
2647
2648         if (!md->pages)
2649                 goto out;
2650
2651         if (md->anon)
2652                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
2653
2654         if (md->dirty)
2655                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
2656
2657         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
2658                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
2659
2660         if (md->mapcount_max > 1)
2661                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
2662
2663         if (md->swapcache)
2664                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
2665
2666         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
2667                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
2668
2669         if (md->writeback)
2670                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
2671
2672         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
2673                 if (md->node[n])
2674                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
2675 out:
2676         seq_putc(m, '\n');
2677         kfree(md);
2678
2679         if (m->count < m->size)
2680                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
2681         return 0;
2682 }