[PATCH] Add __GFP_THISNODE to avoid fallback to other nodes and ignore cpuset/memory...
[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    could replace all the switch()es with a mempolicy_ops structure.
67 */
68
69 #include <linux/mempolicy.h>
70 #include <linux/mm.h>
71 #include <linux/highmem.h>
72 #include <linux/hugetlb.h>
73 #include <linux/kernel.h>
74 #include <linux/sched.h>
75 #include <linux/mm.h>
76 #include <linux/nodemask.h>
77 #include <linux/cpuset.h>
78 #include <linux/gfp.h>
79 #include <linux/slab.h>
80 #include <linux/string.h>
81 #include <linux/module.h>
82 #include <linux/interrupt.h>
83 #include <linux/init.h>
84 #include <linux/compat.h>
85 #include <linux/mempolicy.h>
86 #include <linux/swap.h>
87 #include <linux/seq_file.h>
88 #include <linux/proc_fs.h>
89 #include <linux/migrate.h>
90 #include <linux/rmap.h>
91 #include <linux/security.h>
92
93 #include <asm/tlbflush.h>
94 #include <asm/uaccess.h>
95
96 /* Internal flags */
97 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
98 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
99 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
100
101 static struct kmem_cache *policy_cache;
102 static struct kmem_cache *sn_cache;
103
104 #define PDprintk(fmt...)
105
106 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
107    policied. */
108 enum zone_type policy_zone = ZONE_DMA;
109
110 struct mempolicy default_policy = {
111         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
112         .policy = MPOL_DEFAULT,
113 };
114
115 /* Do sanity checking on a policy */
116 static int mpol_check_policy(int mode, nodemask_t *nodes)
117 {
118         int empty = nodes_empty(*nodes);
119
120         switch (mode) {
121         case MPOL_DEFAULT:
122                 if (!empty)
123                         return -EINVAL;
124                 break;
125         case MPOL_BIND:
126         case MPOL_INTERLEAVE:
127                 /* Preferred will only use the first bit, but allow
128                    more for now. */
129                 if (empty)
130                         return -EINVAL;
131                 break;
132         }
133         return nodes_subset(*nodes, node_online_map) ? 0 : -EINVAL;
134 }
135
136 /* Generate a custom zonelist for the BIND policy. */
137 static struct zonelist *bind_zonelist(nodemask_t *nodes)
138 {
139         struct zonelist *zl;
140         int num, max, nd;
141         enum zone_type k;
142
143         max = 1 + MAX_NR_ZONES * nodes_weight(*nodes);
144         zl = kmalloc(sizeof(struct zone *) * max, GFP_KERNEL);
145         if (!zl)
146                 return NULL;
147         num = 0;
148         /* First put in the highest zones from all nodes, then all the next 
149            lower zones etc. Avoid empty zones because the memory allocator
150            doesn't like them. If you implement node hot removal you
151            have to fix that. */
152         k = policy_zone;
153         while (1) {
154                 for_each_node_mask(nd, *nodes) { 
155                         struct zone *z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
156                         if (z->present_pages > 0) 
157                                 zl->zones[num++] = z;
158                 }
159                 if (k == 0)
160                         break;
161                 k--;
162         }
163         zl->zones[num] = NULL;
164         return zl;
165 }
166
167 /* Create a new policy */
168 static struct mempolicy *mpol_new(int mode, nodemask_t *nodes)
169 {
170         struct mempolicy *policy;
171
172         PDprintk("setting mode %d nodes[0] %lx\n", mode, nodes_addr(*nodes)[0]);
173         if (mode == MPOL_DEFAULT)
174                 return NULL;
175         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
176         if (!policy)
177                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
178         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
179         switch (mode) {
180         case MPOL_INTERLEAVE:
181                 policy->v.nodes = *nodes;
182                 if (nodes_weight(*nodes) == 0) {
183                         kmem_cache_free(policy_cache, policy);
184                         return ERR_PTR(-EINVAL);
185                 }
186                 break;
187         case MPOL_PREFERRED:
188                 policy->v.preferred_node = first_node(*nodes);
189                 if (policy->v.preferred_node >= MAX_NUMNODES)
190                         policy->v.preferred_node = -1;
191                 break;
192         case MPOL_BIND:
193                 policy->v.zonelist = bind_zonelist(nodes);
194                 if (policy->v.zonelist == NULL) {
195                         kmem_cache_free(policy_cache, policy);
196                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
197                 }
198                 break;
199         }
200         policy->policy = mode;
201         policy->cpuset_mems_allowed = cpuset_mems_allowed(current);
202         return policy;
203 }
204
205 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
206 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
207                                 unsigned long flags);
208
209 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
210 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
211                 unsigned long addr, unsigned long end,
212                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
213                 void *private)
214 {
215         pte_t *orig_pte;
216         pte_t *pte;
217         spinlock_t *ptl;
218
219         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
220         do {
221                 struct page *page;
222                 unsigned int nid;
223
224                 if (!pte_present(*pte))
225                         continue;
226                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
227                 if (!page)
228                         continue;
229                 /*
230                  * The check for PageReserved here is important to avoid
231                  * handling zero pages and other pages that may have been
232                  * marked special by the system.
233                  *
234                  * If the PageReserved would not be checked here then f.e.
235                  * the location of the zero page could have an influence
236                  * on MPOL_MF_STRICT, zero pages would be counted for
237                  * the per node stats, and there would be useless attempts
238                  * to put zero pages on the migration list.
239                  */
240                 if (PageReserved(page))
241                         continue;
242                 nid = page_to_nid(page);
243                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
244                         continue;
245
246                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
247                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
248                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
249                         migrate_page_add(page, private, flags);
250                 else
251                         break;
252         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
253         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
254         return addr != end;
255 }
256
257 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
258                 unsigned long addr, unsigned long end,
259                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
260                 void *private)
261 {
262         pmd_t *pmd;
263         unsigned long next;
264
265         pmd = pmd_offset(pud, addr);
266         do {
267                 next = pmd_addr_end(addr, end);
268                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
269                         continue;
270                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
271                                     flags, private))
272                         return -EIO;
273         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
274         return 0;
275 }
276
277 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
278                 unsigned long addr, unsigned long end,
279                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
280                 void *private)
281 {
282         pud_t *pud;
283         unsigned long next;
284
285         pud = pud_offset(pgd, addr);
286         do {
287                 next = pud_addr_end(addr, end);
288                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
289                         continue;
290                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
291                                     flags, private))
292                         return -EIO;
293         } while (pud++, addr = next, addr != end);
294         return 0;
295 }
296
297 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
298                 unsigned long addr, unsigned long end,
299                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
300                 void *private)
301 {
302         pgd_t *pgd;
303         unsigned long next;
304
305         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
306         do {
307                 next = pgd_addr_end(addr, end);
308                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
309                         continue;
310                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
311                                     flags, private))
312                         return -EIO;
313         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
314         return 0;
315 }
316
317 /* Check if a vma is migratable */
318 static inline int vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
319 {
320         if (vma->vm_flags & (
321                 VM_LOCKED|VM_IO|VM_HUGETLB|VM_PFNMAP|VM_RESERVED))
322                 return 0;
323         return 1;
324 }
325
326 /*
327  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
328  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
329  * put them on the pagelist.
330  */
331 static struct vm_area_struct *
332 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
333                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
334 {
335         int err;
336         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
337
338         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
339
340                 err = migrate_prep();
341                 if (err)
342                         return ERR_PTR(err);
343         }
344
345         first = find_vma(mm, start);
346         if (!first)
347                 return ERR_PTR(-EFAULT);
348         prev = NULL;
349         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
350                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
351                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
352                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
353                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
354                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
355                 }
356                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
357                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
358                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
359                                 vma_migratable(vma)))) {
360                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
361
362                         if (endvma > end)
363                                 endvma = end;
364                         if (vma->vm_start > start)
365                                 start = vma->vm_start;
366                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
367                                                 flags, private);
368                         if (err) {
369                                 first = ERR_PTR(err);
370                                 break;
371                         }
372                 }
373                 prev = vma;
374         }
375         return first;
376 }
377
378 /* Apply policy to a single VMA */
379 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
380 {
381         int err = 0;
382         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
383
384         PDprintk("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
385                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
386                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
387                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
388
389         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
390                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
391         if (!err) {
392                 mpol_get(new);
393                 vma->vm_policy = new;
394                 mpol_free(old);
395         }
396         return err;
397 }
398
399 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
400 static int mbind_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
401                        unsigned long end, struct mempolicy *new)
402 {
403         struct vm_area_struct *next;
404         int err;
405
406         err = 0;
407         for (; vma && vma->vm_start < end; vma = next) {
408                 next = vma->vm_next;
409                 if (vma->vm_start < start)
410                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, start, 1);
411                 if (!err && vma->vm_end > end)
412                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, end, 0);
413                 if (!err)
414                         err = policy_vma(vma, new);
415                 if (err)
416                         break;
417         }
418         return err;
419 }
420
421 static int contextualize_policy(int mode, nodemask_t *nodes)
422 {
423         if (!nodes)
424                 return 0;
425
426         cpuset_update_task_memory_state();
427         if (!cpuset_nodes_subset_current_mems_allowed(*nodes))
428                 return -EINVAL;
429         return mpol_check_policy(mode, nodes);
430 }
431
432
433 /*
434  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
435  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
436  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
437  *
438  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
439  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
440  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
441  *
442  * The above limitation is why this routine has the funny name
443  * mpol_fix_fork_child_flag().
444  *
445  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
446  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
447  * for use within this file.
448  */
449
450 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
451 {
452         if (p->mempolicy)
453                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
454         else
455                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
456 }
457
458 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
459 {
460         mpol_fix_fork_child_flag(current);
461 }
462
463 /* Set the process memory policy */
464 long do_set_mempolicy(int mode, nodemask_t *nodes)
465 {
466         struct mempolicy *new;
467
468         if (contextualize_policy(mode, nodes))
469                 return -EINVAL;
470         new = mpol_new(mode, nodes);
471         if (IS_ERR(new))
472                 return PTR_ERR(new);
473         mpol_free(current->mempolicy);
474         current->mempolicy = new;
475         mpol_set_task_struct_flag();
476         if (new && new->policy == MPOL_INTERLEAVE)
477                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
478         return 0;
479 }
480
481 /* Fill a zone bitmap for a policy */
482 static void get_zonemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
483 {
484         int i;
485
486         nodes_clear(*nodes);
487         switch (p->policy) {
488         case MPOL_BIND:
489                 for (i = 0; p->v.zonelist->zones[i]; i++)
490                         node_set(p->v.zonelist->zones[i]->zone_pgdat->node_id,
491                                 *nodes);
492                 break;
493         case MPOL_DEFAULT:
494                 break;
495         case MPOL_INTERLEAVE:
496                 *nodes = p->v.nodes;
497                 break;
498         case MPOL_PREFERRED:
499                 /* or use current node instead of online map? */
500                 if (p->v.preferred_node < 0)
501                         *nodes = node_online_map;
502                 else
503                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
504                 break;
505         default:
506                 BUG();
507         }
508 }
509
510 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
511 {
512         struct page *p;
513         int err;
514
515         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
516         if (err >= 0) {
517                 err = page_to_nid(p);
518                 put_page(p);
519         }
520         return err;
521 }
522
523 /* Retrieve NUMA policy */
524 long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
525                         unsigned long addr, unsigned long flags)
526 {
527         int err;
528         struct mm_struct *mm = current->mm;
529         struct vm_area_struct *vma = NULL;
530         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
531
532         cpuset_update_task_memory_state();
533         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
534                 return -EINVAL;
535         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
536                 down_read(&mm->mmap_sem);
537                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
538                 if (!vma) {
539                         up_read(&mm->mmap_sem);
540                         return -EFAULT;
541                 }
542                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
543                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
544                 else
545                         pol = vma->vm_policy;
546         } else if (addr)
547                 return -EINVAL;
548
549         if (!pol)
550                 pol = &default_policy;
551
552         if (flags & MPOL_F_NODE) {
553                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
554                         err = lookup_node(mm, addr);
555                         if (err < 0)
556                                 goto out;
557                         *policy = err;
558                 } else if (pol == current->mempolicy &&
559                                 pol->policy == MPOL_INTERLEAVE) {
560                         *policy = current->il_next;
561                 } else {
562                         err = -EINVAL;
563                         goto out;
564                 }
565         } else
566                 *policy = pol->policy;
567
568         if (vma) {
569                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
570                 vma = NULL;
571         }
572
573         err = 0;
574         if (nmask)
575                 get_zonemask(pol, nmask);
576
577  out:
578         if (vma)
579                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
580         return err;
581 }
582
583 #ifdef CONFIG_MIGRATION
584 /*
585  * page migration
586  */
587 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
588                                 unsigned long flags)
589 {
590         /*
591          * Avoid migrating a page that is shared with others.
592          */
593         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1)
594                 isolate_lru_page(page, pagelist);
595 }
596
597 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
598 {
599         return alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER, 0);
600 }
601
602 /*
603  * Migrate pages from one node to a target node.
604  * Returns error or the number of pages not migrated.
605  */
606 int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest, int flags)
607 {
608         nodemask_t nmask;
609         LIST_HEAD(pagelist);
610         int err = 0;
611
612         nodes_clear(nmask);
613         node_set(source, nmask);
614
615         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, TASK_SIZE, &nmask,
616                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
617
618         if (!list_empty(&pagelist))
619                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest);
620
621         return err;
622 }
623
624 /*
625  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
626  * layout as much as possible.
627  *
628  * Returns the number of page that could not be moved.
629  */
630 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
631         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
632 {
633         LIST_HEAD(pagelist);
634         int busy = 0;
635         int err = 0;
636         nodemask_t tmp;
637
638         down_read(&mm->mmap_sem);
639
640         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
641         if (err)
642                 goto out;
643
644 /*
645  * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
646  * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
647  * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
648  * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
649  *
650  * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
651  * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
652  * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
653  * that will be migrating to itself, so no pages need move.
654  *
655  * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
656  * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
657  * (nothing left to migrate).
658  *
659  * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
660  * if possible the dest node is not already occupied by some other
661  * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
662  * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
663  * before migrating outgoing memory source that same node.
664  *
665  * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
666  * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
667  * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
668  * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
669  * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
670  * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
671  * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
672  * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
673  */
674
675         tmp = *from_nodes;
676         while (!nodes_empty(tmp)) {
677                 int s,d;
678                 int source = -1;
679                 int dest = 0;
680
681                 for_each_node_mask(s, tmp) {
682                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
683                         if (s == d)
684                                 continue;
685
686                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
687                         dest = d;
688
689                         /* dest not in remaining from nodes? */
690                         if (!node_isset(dest, tmp))
691                                 break;
692                 }
693                 if (source == -1)
694                         break;
695
696                 node_clear(source, tmp);
697                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
698                 if (err > 0)
699                         busy += err;
700                 if (err < 0)
701                         break;
702         }
703 out:
704         up_read(&mm->mmap_sem);
705         if (err < 0)
706                 return err;
707         return busy;
708
709 }
710
711 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
712 {
713         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
714
715         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER, vma, page_address_in_vma(page, vma));
716 }
717 #else
718
719 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
720                                 unsigned long flags)
721 {
722 }
723
724 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
725         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
726 {
727         return -ENOSYS;
728 }
729
730 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private)
731 {
732         return NULL;
733 }
734 #endif
735
736 long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
737                 unsigned long mode, nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
738 {
739         struct vm_area_struct *vma;
740         struct mm_struct *mm = current->mm;
741         struct mempolicy *new;
742         unsigned long end;
743         int err;
744         LIST_HEAD(pagelist);
745
746         if ((flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
747                                       MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
748             || mode > MPOL_MAX)
749                 return -EINVAL;
750         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
751                 return -EPERM;
752
753         if (start & ~PAGE_MASK)
754                 return -EINVAL;
755
756         if (mode == MPOL_DEFAULT)
757                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
758
759         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
760         end = start + len;
761
762         if (end < start)
763                 return -EINVAL;
764         if (end == start)
765                 return 0;
766
767         if (mpol_check_policy(mode, nmask))
768                 return -EINVAL;
769
770         new = mpol_new(mode, nmask);
771         if (IS_ERR(new))
772                 return PTR_ERR(new);
773
774         /*
775          * If we are using the default policy then operation
776          * on discontinuous address spaces is okay after all
777          */
778         if (!new)
779                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
780
781         PDprintk("mbind %lx-%lx mode:%ld nodes:%lx\n",start,start+len,
782                         mode,nodes_addr(nodes)[0]);
783
784         down_write(&mm->mmap_sem);
785         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
786                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
787
788         err = PTR_ERR(vma);
789         if (!IS_ERR(vma)) {
790                 int nr_failed = 0;
791
792                 err = mbind_range(vma, start, end, new);
793
794                 if (!list_empty(&pagelist))
795                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
796                                                 (unsigned long)vma);
797
798                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
799                         err = -EIO;
800         }
801
802         up_write(&mm->mmap_sem);
803         mpol_free(new);
804         return err;
805 }
806
807 /*
808  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
809  */
810
811 /* Copy a node mask from user space. */
812 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
813                      unsigned long maxnode)
814 {
815         unsigned long k;
816         unsigned long nlongs;
817         unsigned long endmask;
818
819         --maxnode;
820         nodes_clear(*nodes);
821         if (maxnode == 0 || !nmask)
822                 return 0;
823         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
824                 return -EINVAL;
825
826         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
827         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
828                 endmask = ~0UL;
829         else
830                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
831
832         /* When the user specified more nodes than supported just check
833            if the non supported part is all zero. */
834         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
835                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
836                         return -EINVAL;
837                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
838                         unsigned long t;
839                         if (get_user(t, nmask + k))
840                                 return -EFAULT;
841                         if (k == nlongs - 1) {
842                                 if (t & endmask)
843                                         return -EINVAL;
844                         } else if (t)
845                                 return -EINVAL;
846                 }
847                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
848                 endmask = ~0UL;
849         }
850
851         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
852                 return -EFAULT;
853         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
854         return 0;
855 }
856
857 /* Copy a kernel node mask to user space */
858 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
859                               nodemask_t *nodes)
860 {
861         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
862         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
863
864         if (copy > nbytes) {
865                 if (copy > PAGE_SIZE)
866                         return -EINVAL;
867                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
868                         return -EFAULT;
869                 copy = nbytes;
870         }
871         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
872 }
873
874 asmlinkage long sys_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
875                         unsigned long mode,
876                         unsigned long __user *nmask, unsigned long maxnode,
877                         unsigned flags)
878 {
879         nodemask_t nodes;
880         int err;
881
882         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
883         if (err)
884                 return err;
885         return do_mbind(start, len, mode, &nodes, flags);
886 }
887
888 /* Set the process memory policy */
889 asmlinkage long sys_set_mempolicy(int mode, unsigned long __user *nmask,
890                 unsigned long maxnode)
891 {
892         int err;
893         nodemask_t nodes;
894
895         if (mode < 0 || mode > MPOL_MAX)
896                 return -EINVAL;
897         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
898         if (err)
899                 return err;
900         return do_set_mempolicy(mode, &nodes);
901 }
902
903 asmlinkage long sys_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
904                 const unsigned long __user *old_nodes,
905                 const unsigned long __user *new_nodes)
906 {
907         struct mm_struct *mm;
908         struct task_struct *task;
909         nodemask_t old;
910         nodemask_t new;
911         nodemask_t task_nodes;
912         int err;
913
914         err = get_nodes(&old, old_nodes, maxnode);
915         if (err)
916                 return err;
917
918         err = get_nodes(&new, new_nodes, maxnode);
919         if (err)
920                 return err;
921
922         /* Find the mm_struct */
923         read_lock(&tasklist_lock);
924         task = pid ? find_task_by_pid(pid) : current;
925         if (!task) {
926                 read_unlock(&tasklist_lock);
927                 return -ESRCH;
928         }
929         mm = get_task_mm(task);
930         read_unlock(&tasklist_lock);
931
932         if (!mm)
933                 return -EINVAL;
934
935         /*
936          * Check if this process has the right to modify the specified
937          * process. The right exists if the process has administrative
938          * capabilities, superuser privileges or the same
939          * userid as the target process.
940          */
941         if ((current->euid != task->suid) && (current->euid != task->uid) &&
942             (current->uid != task->suid) && (current->uid != task->uid) &&
943             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
944                 err = -EPERM;
945                 goto out;
946         }
947
948         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
949         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
950         if (!nodes_subset(new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
951                 err = -EPERM;
952                 goto out;
953         }
954
955         err = security_task_movememory(task);
956         if (err)
957                 goto out;
958
959         err = do_migrate_pages(mm, &old, &new,
960                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
961 out:
962         mmput(mm);
963         return err;
964 }
965
966
967 /* Retrieve NUMA policy */
968 asmlinkage long sys_get_mempolicy(int __user *policy,
969                                 unsigned long __user *nmask,
970                                 unsigned long maxnode,
971                                 unsigned long addr, unsigned long flags)
972 {
973         int err, pval;
974         nodemask_t nodes;
975
976         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
977                 return -EINVAL;
978
979         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
980
981         if (err)
982                 return err;
983
984         if (policy && put_user(pval, policy))
985                 return -EFAULT;
986
987         if (nmask)
988                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
989
990         return err;
991 }
992
993 #ifdef CONFIG_COMPAT
994
995 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
996                                      compat_ulong_t __user *nmask,
997                                      compat_ulong_t maxnode,
998                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
999 {
1000         long err;
1001         unsigned long __user *nm = NULL;
1002         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1003         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1004
1005         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1006         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1007
1008         if (nmask)
1009                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1010
1011         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1012
1013         if (!err && nmask) {
1014                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1015                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1016                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1017                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1018         }
1019
1020         return err;
1021 }
1022
1023 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1024                                      compat_ulong_t maxnode)
1025 {
1026         long err = 0;
1027         unsigned long __user *nm = NULL;
1028         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1029         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1030
1031         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1032         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1033
1034         if (nmask) {
1035                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1036                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1037                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1038         }
1039
1040         if (err)
1041                 return -EFAULT;
1042
1043         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1044 }
1045
1046 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1047                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1048                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1049 {
1050         long err = 0;
1051         unsigned long __user *nm = NULL;
1052         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1053         nodemask_t bm;
1054
1055         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1056         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1057
1058         if (nmask) {
1059                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1060                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1061                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1062         }
1063
1064         if (err)
1065                 return -EFAULT;
1066
1067         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1068 }
1069
1070 #endif
1071
1072 /* Return effective policy for a VMA */
1073 static struct mempolicy * get_vma_policy(struct task_struct *task,
1074                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1075 {
1076         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1077
1078         if (vma) {
1079                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
1080                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1081                 else if (vma->vm_policy &&
1082                                 vma->vm_policy->policy != MPOL_DEFAULT)
1083                         pol = vma->vm_policy;
1084         }
1085         if (!pol)
1086                 pol = &default_policy;
1087         return pol;
1088 }
1089
1090 /* Return a zonelist representing a mempolicy */
1091 static struct zonelist *zonelist_policy(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1092 {
1093         int nd;
1094
1095         switch (policy->policy) {
1096         case MPOL_PREFERRED:
1097                 nd = policy->v.preferred_node;
1098                 if (nd < 0)
1099                         nd = numa_node_id();
1100                 break;
1101         case MPOL_BIND:
1102                 /* Lower zones don't get a policy applied */
1103                 /* Careful: current->mems_allowed might have moved */
1104                 if (gfp_zone(gfp) >= policy_zone)
1105                         if (cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(policy->v.zonelist))
1106                                 return policy->v.zonelist;
1107                 /*FALL THROUGH*/
1108         case MPOL_INTERLEAVE: /* should not happen */
1109         case MPOL_DEFAULT:
1110                 nd = numa_node_id();
1111                 break;
1112         default:
1113                 nd = 0;
1114                 BUG();
1115         }
1116         return NODE_DATA(nd)->node_zonelists + gfp_zone(gfp);
1117 }
1118
1119 /* Do dynamic interleaving for a process */
1120 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1121 {
1122         unsigned nid, next;
1123         struct task_struct *me = current;
1124
1125         nid = me->il_next;
1126         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1127         if (next >= MAX_NUMNODES)
1128                 next = first_node(policy->v.nodes);
1129         me->il_next = next;
1130         return nid;
1131 }
1132
1133 /*
1134  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1135  * next slab entry.
1136  */
1137 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1138 {
1139         switch (policy->policy) {
1140         case MPOL_INTERLEAVE:
1141                 return interleave_nodes(policy);
1142
1143         case MPOL_BIND:
1144                 /*
1145                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1146                  * first node.
1147                  */
1148                 return policy->v.zonelist->zones[0]->zone_pgdat->node_id;
1149
1150         case MPOL_PREFERRED:
1151                 if (policy->v.preferred_node >= 0)
1152                         return policy->v.preferred_node;
1153                 /* Fall through */
1154
1155         default:
1156                 return numa_node_id();
1157         }
1158 }
1159
1160 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1161 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1162                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1163 {
1164         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1165         unsigned target = (unsigned)off % nnodes;
1166         int c;
1167         int nid = -1;
1168
1169         c = 0;
1170         do {
1171                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1172                 c++;
1173         } while (c <= target);
1174         return nid;
1175 }
1176
1177 /* Determine a node number for interleave */
1178 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1179                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1180 {
1181         if (vma) {
1182                 unsigned long off;
1183
1184                 /*
1185                  * for small pages, there is no difference between
1186                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1187                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1188                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1189                  * a useful offset.
1190                  */
1191                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1192                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1193                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1194                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1195         } else
1196                 return interleave_nodes(pol);
1197 }
1198
1199 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1200 /* Return a zonelist suitable for a huge page allocation. */
1201 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1202 {
1203         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1204
1205         if (pol->policy == MPOL_INTERLEAVE) {
1206                 unsigned nid;
1207
1208                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, HPAGE_SHIFT);
1209                 return NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zone(GFP_HIGHUSER);
1210         }
1211         return zonelist_policy(GFP_HIGHUSER, pol);
1212 }
1213 #endif
1214
1215 /* Allocate a page in interleaved policy.
1216    Own path because it needs to do special accounting. */
1217 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1218                                         unsigned nid)
1219 {
1220         struct zonelist *zl;
1221         struct page *page;
1222
1223         zl = NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zone(gfp);
1224         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1225         if (page && page_zone(page) == zl->zones[0])
1226                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1227         return page;
1228 }
1229
1230 /**
1231  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1232  *
1233  *      @gfp:
1234  *      %GFP_USER    user allocation.
1235  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1236  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1237  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1238  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1239  *
1240  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1241  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1242  *
1243  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1244  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1245  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1246  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1247  *      all allocations for pages that will be mapped into
1248  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1249  *
1250  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1251  */
1252 struct page *
1253 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1254 {
1255         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1256
1257         cpuset_update_task_memory_state();
1258
1259         if (unlikely(pol->policy == MPOL_INTERLEAVE)) {
1260                 unsigned nid;
1261
1262                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1263                 return alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1264         }
1265         return __alloc_pages(gfp, 0, zonelist_policy(gfp, pol));
1266 }
1267
1268 /**
1269  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1270  *
1271  *      @gfp:
1272  *              %GFP_USER   user allocation,
1273  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1274  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1275  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1276  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1277  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1278  *
1279  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1280  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1281  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1282  *
1283  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1284  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1285  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1286  */
1287 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1288 {
1289         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1290
1291         if ((gfp & __GFP_WAIT) && !in_interrupt())
1292                 cpuset_update_task_memory_state();
1293         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1294                 pol = &default_policy;
1295         if (pol->policy == MPOL_INTERLEAVE)
1296                 return alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1297         return __alloc_pages(gfp, order, zonelist_policy(gfp, pol));
1298 }
1299 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1300
1301 /*
1302  * If mpol_copy() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1303  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1304  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1305  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1306  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1307  */
1308 void *cpuset_being_rebound;
1309
1310 /* Slow path of a mempolicy copy */
1311 struct mempolicy *__mpol_copy(struct mempolicy *old)
1312 {
1313         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1314
1315         if (!new)
1316                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1317         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1318                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1319                 mpol_rebind_policy(old, &mems);
1320         }
1321         *new = *old;
1322         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1323         if (new->policy == MPOL_BIND) {
1324                 int sz = ksize(old->v.zonelist);
1325                 new->v.zonelist = kmalloc(sz, SLAB_KERNEL);
1326                 if (!new->v.zonelist) {
1327                         kmem_cache_free(policy_cache, new);
1328                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1329                 }
1330                 memcpy(new->v.zonelist, old->v.zonelist, sz);
1331         }
1332         return new;
1333 }
1334
1335 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1336 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1337 {
1338         if (!a || !b)
1339                 return 0;
1340         if (a->policy != b->policy)
1341                 return 0;
1342         switch (a->policy) {
1343         case MPOL_DEFAULT:
1344                 return 1;
1345         case MPOL_INTERLEAVE:
1346                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1347         case MPOL_PREFERRED:
1348                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
1349         case MPOL_BIND: {
1350                 int i;
1351                 for (i = 0; a->v.zonelist->zones[i]; i++)
1352                         if (a->v.zonelist->zones[i] != b->v.zonelist->zones[i])
1353                                 return 0;
1354                 return b->v.zonelist->zones[i] == NULL;
1355         }
1356         default:
1357                 BUG();
1358                 return 0;
1359         }
1360 }
1361
1362 /* Slow path of a mpol destructor. */
1363 void __mpol_free(struct mempolicy *p)
1364 {
1365         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
1366                 return;
1367         if (p->policy == MPOL_BIND)
1368                 kfree(p->v.zonelist);
1369         p->policy = MPOL_DEFAULT;
1370         kmem_cache_free(policy_cache, p);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Shared memory backing store policy support.
1375  *
1376  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1377  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1378  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1379  * for any accesses to the tree.
1380  */
1381
1382 /* lookup first element intersecting start-end */
1383 /* Caller holds sp->lock */
1384 static struct sp_node *
1385 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1386 {
1387         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
1388
1389         while (n) {
1390                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1391
1392                 if (start >= p->end)
1393                         n = n->rb_right;
1394                 else if (end <= p->start)
1395                         n = n->rb_left;
1396                 else
1397                         break;
1398         }
1399         if (!n)
1400                 return NULL;
1401         for (;;) {
1402                 struct sp_node *w = NULL;
1403                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
1404                 if (!prev)
1405                         break;
1406                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
1407                 if (w->end <= start)
1408                         break;
1409                 n = prev;
1410         }
1411         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1412 }
1413
1414 /* Insert a new shared policy into the list. */
1415 /* Caller holds sp->lock */
1416 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
1417 {
1418         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
1419         struct rb_node *parent = NULL;
1420         struct sp_node *nd;
1421
1422         while (*p) {
1423                 parent = *p;
1424                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
1425                 if (new->start < nd->start)
1426                         p = &(*p)->rb_left;
1427                 else if (new->end > nd->end)
1428                         p = &(*p)->rb_right;
1429                 else
1430                         BUG();
1431         }
1432         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
1433         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
1434         PDprintk("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
1435                  new->policy ? new->policy->policy : 0);
1436 }
1437
1438 /* Find shared policy intersecting idx */
1439 struct mempolicy *
1440 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
1441 {
1442         struct mempolicy *pol = NULL;
1443         struct sp_node *sn;
1444
1445         if (!sp->root.rb_node)
1446                 return NULL;
1447         spin_lock(&sp->lock);
1448         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
1449         if (sn) {
1450                 mpol_get(sn->policy);
1451                 pol = sn->policy;
1452         }
1453         spin_unlock(&sp->lock);
1454         return pol;
1455 }
1456
1457 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
1458 {
1459         PDprintk("deleting %lx-l%x\n", n->start, n->end);
1460         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
1461         mpol_free(n->policy);
1462         kmem_cache_free(sn_cache, n);
1463 }
1464
1465 struct sp_node *
1466 sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end, struct mempolicy *pol)
1467 {
1468         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
1469
1470         if (!n)
1471                 return NULL;
1472         n->start = start;
1473         n->end = end;
1474         mpol_get(pol);
1475         n->policy = pol;
1476         return n;
1477 }
1478
1479 /* Replace a policy range. */
1480 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
1481                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
1482 {
1483         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
1484
1485 restart:
1486         spin_lock(&sp->lock);
1487         n = sp_lookup(sp, start, end);
1488         /* Take care of old policies in the same range. */
1489         while (n && n->start < end) {
1490                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
1491                 if (n->start >= start) {
1492                         if (n->end <= end)
1493                                 sp_delete(sp, n);
1494                         else
1495                                 n->start = end;
1496                 } else {
1497                         /* Old policy spanning whole new range. */
1498                         if (n->end > end) {
1499                                 if (!new2) {
1500                                         spin_unlock(&sp->lock);
1501                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
1502                                         if (!new2)
1503                                                 return -ENOMEM;
1504                                         goto restart;
1505                                 }
1506                                 n->end = start;
1507                                 sp_insert(sp, new2);
1508                                 new2 = NULL;
1509                                 break;
1510                         } else
1511                                 n->end = start;
1512                 }
1513                 if (!next)
1514                         break;
1515                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
1516         }
1517         if (new)
1518                 sp_insert(sp, new);
1519         spin_unlock(&sp->lock);
1520         if (new2) {
1521                 mpol_free(new2->policy);
1522                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
1523         }
1524         return 0;
1525 }
1526
1527 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *info, int policy,
1528                                 nodemask_t *policy_nodes)
1529 {
1530         info->root = RB_ROOT;
1531         spin_lock_init(&info->lock);
1532
1533         if (policy != MPOL_DEFAULT) {
1534                 struct mempolicy *newpol;
1535
1536                 /* Falls back to MPOL_DEFAULT on any error */
1537                 newpol = mpol_new(policy, policy_nodes);
1538                 if (!IS_ERR(newpol)) {
1539                         /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
1540                         struct vm_area_struct pvma;
1541
1542                         memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
1543                         /* Policy covers entire file */
1544                         pvma.vm_end = TASK_SIZE;
1545                         mpol_set_shared_policy(info, &pvma, newpol);
1546                         mpol_free(newpol);
1547                 }
1548         }
1549 }
1550
1551 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
1552                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
1553 {
1554         int err;
1555         struct sp_node *new = NULL;
1556         unsigned long sz = vma_pages(vma);
1557
1558         PDprintk("set_shared_policy %lx sz %lu %d %lx\n",
1559                  vma->vm_pgoff,
1560                  sz, npol? npol->policy : -1,
1561                 npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
1562
1563         if (npol) {
1564                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
1565                 if (!new)
1566                         return -ENOMEM;
1567         }
1568         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
1569         if (err && new)
1570                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
1571         return err;
1572 }
1573
1574 /* Free a backing policy store on inode delete. */
1575 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
1576 {
1577         struct sp_node *n;
1578         struct rb_node *next;
1579
1580         if (!p->root.rb_node)
1581                 return;
1582         spin_lock(&p->lock);
1583         next = rb_first(&p->root);
1584         while (next) {
1585                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
1586                 next = rb_next(&n->nd);
1587                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
1588                 mpol_free(n->policy);
1589                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
1590         }
1591         spin_unlock(&p->lock);
1592 }
1593
1594 /* assumes fs == KERNEL_DS */
1595 void __init numa_policy_init(void)
1596 {
1597         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
1598                                          sizeof(struct mempolicy),
1599                                          0, SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1600
1601         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
1602                                      sizeof(struct sp_node),
1603                                      0, SLAB_PANIC, NULL, NULL);
1604
1605         /* Set interleaving policy for system init. This way not all
1606            the data structures allocated at system boot end up in node zero. */
1607
1608         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, &node_online_map))
1609                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
1610 }
1611
1612 /* Reset policy of current process to default */
1613 void numa_default_policy(void)
1614 {
1615         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, NULL);
1616 }
1617
1618 /* Migrate a policy to a different set of nodes */
1619 void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
1620 {
1621         nodemask_t *mpolmask;
1622         nodemask_t tmp;
1623
1624         if (!pol)
1625                 return;
1626         mpolmask = &pol->cpuset_mems_allowed;
1627         if (nodes_equal(*mpolmask, *newmask))
1628                 return;
1629
1630         switch (pol->policy) {
1631         case MPOL_DEFAULT:
1632                 break;
1633         case MPOL_INTERLEAVE:
1634                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes, *mpolmask, *newmask);
1635                 pol->v.nodes = tmp;
1636                 *mpolmask = *newmask;
1637                 current->il_next = node_remap(current->il_next,
1638                                                 *mpolmask, *newmask);
1639                 break;
1640         case MPOL_PREFERRED:
1641                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
1642                                                 *mpolmask, *newmask);
1643                 *mpolmask = *newmask;
1644                 break;
1645         case MPOL_BIND: {
1646                 nodemask_t nodes;
1647                 struct zone **z;
1648                 struct zonelist *zonelist;
1649
1650                 nodes_clear(nodes);
1651                 for (z = pol->v.zonelist->zones; *z; z++)
1652                         node_set((*z)->zone_pgdat->node_id, nodes);
1653                 nodes_remap(tmp, nodes, *mpolmask, *newmask);
1654                 nodes = tmp;
1655
1656                 zonelist = bind_zonelist(&nodes);
1657
1658                 /* If no mem, then zonelist is NULL and we keep old zonelist.
1659                  * If that old zonelist has no remaining mems_allowed nodes,
1660                  * then zonelist_policy() will "FALL THROUGH" to MPOL_DEFAULT.
1661                  */
1662
1663                 if (zonelist) {
1664                         /* Good - got mem - substitute new zonelist */
1665                         kfree(pol->v.zonelist);
1666                         pol->v.zonelist = zonelist;
1667                 }
1668                 *mpolmask = *newmask;
1669                 break;
1670         }
1671         default:
1672                 BUG();
1673                 break;
1674         }
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
1679  * pointer, and updates task mempolicy.
1680  */
1681
1682 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
1683 {
1684         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
1689  *
1690  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
1691  */
1692
1693 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
1694 {
1695         struct vm_area_struct *vma;
1696
1697         down_write(&mm->mmap_sem);
1698         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
1699                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
1700         up_write(&mm->mmap_sem);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1705  */
1706
1707 static const char *policy_types[] = { "default", "prefer", "bind",
1708                                       "interleave" };
1709
1710 /*
1711  * Convert a mempolicy into a string.
1712  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
1713  * or an error (negative)
1714  */
1715 static inline int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
1716 {
1717         char *p = buffer;
1718         int l;
1719         nodemask_t nodes;
1720         int mode = pol ? pol->policy : MPOL_DEFAULT;
1721
1722         switch (mode) {
1723         case MPOL_DEFAULT:
1724                 nodes_clear(nodes);
1725                 break;
1726
1727         case MPOL_PREFERRED:
1728                 nodes_clear(nodes);
1729                 node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
1730                 break;
1731
1732         case MPOL_BIND:
1733                 get_zonemask(pol, &nodes);
1734                 break;
1735
1736         case MPOL_INTERLEAVE:
1737                 nodes = pol->v.nodes;
1738                 break;
1739
1740         default:
1741                 BUG();
1742                 return -EFAULT;
1743         }
1744
1745         l = strlen(policy_types[mode]);
1746         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
1747                 return -ENOSPC;
1748
1749         strcpy(p, policy_types[mode]);
1750         p += l;
1751
1752         if (!nodes_empty(nodes)) {
1753                 if (buffer + maxlen < p + 2)
1754                         return -ENOSPC;
1755                 *p++ = '=';
1756                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
1757         }
1758         return p - buffer;
1759 }
1760
1761 struct numa_maps {
1762         unsigned long pages;
1763         unsigned long anon;
1764         unsigned long active;
1765         unsigned long writeback;
1766         unsigned long mapcount_max;
1767         unsigned long dirty;
1768         unsigned long swapcache;
1769         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
1770 };
1771
1772 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
1773 {
1774         struct numa_maps *md = private;
1775         int count = page_mapcount(page);
1776
1777         md->pages++;
1778         if (pte_dirty || PageDirty(page))
1779                 md->dirty++;
1780
1781         if (PageSwapCache(page))
1782                 md->swapcache++;
1783
1784         if (PageActive(page))
1785                 md->active++;
1786
1787         if (PageWriteback(page))
1788                 md->writeback++;
1789
1790         if (PageAnon(page))
1791                 md->anon++;
1792
1793         if (count > md->mapcount_max)
1794                 md->mapcount_max = count;
1795
1796         md->node[page_to_nid(page)]++;
1797 }
1798
1799 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1800 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
1801                 unsigned long start, unsigned long end,
1802                 struct numa_maps *md)
1803 {
1804         unsigned long addr;
1805         struct page *page;
1806
1807         for (addr = start; addr < end; addr += HPAGE_SIZE) {
1808                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm, addr & HPAGE_MASK);
1809                 pte_t pte;
1810
1811                 if (!ptep)
1812                         continue;
1813
1814                 pte = *ptep;
1815                 if (pte_none(pte))
1816                         continue;
1817
1818                 page = pte_page(pte);
1819                 if (!page)
1820                         continue;
1821
1822                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
1823         }
1824 }
1825 #else
1826 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
1827                 unsigned long start, unsigned long end,
1828                 struct numa_maps *md)
1829 {
1830 }
1831 #endif
1832
1833 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1834 {
1835         struct proc_maps_private *priv = m->private;
1836         struct vm_area_struct *vma = v;
1837         struct numa_maps *md;
1838         struct file *file = vma->vm_file;
1839         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1840         int n;
1841         char buffer[50];
1842
1843         if (!mm)
1844                 return 0;
1845
1846         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
1847         if (!md)
1848                 return 0;
1849
1850         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer),
1851                             get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start));
1852
1853         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1854
1855         if (file) {
1856                 seq_printf(m, " file=");
1857                 seq_path(m, file->f_vfsmnt, file->f_dentry, "\n\t= ");
1858         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1859                 seq_printf(m, " heap");
1860         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1861                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
1862                 seq_printf(m, " stack");
1863         }
1864
1865         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1866                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
1867                 seq_printf(m, " huge");
1868         } else {
1869                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
1870                                 &node_online_map, MPOL_MF_STATS, md);
1871         }
1872
1873         if (!md->pages)
1874                 goto out;
1875
1876         if (md->anon)
1877                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
1878
1879         if (md->dirty)
1880                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
1881
1882         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1883                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1884
1885         if (md->mapcount_max > 1)
1886                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1887
1888         if (md->swapcache)
1889                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
1890
1891         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1892                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
1893
1894         if (md->writeback)
1895                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
1896
1897         for_each_online_node(n)
1898                 if (md->node[n])
1899                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1900 out:
1901         seq_putc(m, '\n');
1902         kfree(md);
1903
1904         if (m->count < m->size)
1905                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1906         return 0;
1907 }
1908