nommu: Provide vmalloc_exec().
[linux-2.6.git] / mm / mempolicy.c
index 1f6ff9c..e550bec 100644 (file)
@@ -63,7 +63,6 @@
    grows down?
    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
    kernel is not always grateful with that.
-   could replace all the switch()es with a mempolicy_ops structure.
 */
 
 #include <linux/mempolicy.h>
@@ -89,6 +88,7 @@
 #include <linux/rmap.h>
 #include <linux/security.h>
 #include <linux/syscalls.h>
+#include <linux/ctype.h>
 
 #include <asm/tlbflush.h>
 #include <asm/uaccess.h>
@@ -105,68 +105,22 @@ static struct kmem_cache *sn_cache;
    policied. */
 enum zone_type policy_zone = 0;
 
+/*
+ * run-time system-wide default policy => local allocation
+ */
 struct mempolicy default_policy = {
        .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
-       .policy = MPOL_DEFAULT,
+       .mode = MPOL_PREFERRED,
+       .flags = MPOL_F_LOCAL,
 };
 
-static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol,
-                               const nodemask_t *newmask);
-
-/* Do sanity checking on a policy */
-static int mpol_check_policy(unsigned short mode, nodemask_t *nodes)
-{
-       int was_empty, is_empty;
-
-       if (!nodes)
-               return 0;
-
-       /*
-        * "Contextualize" the in-coming nodemast for cpusets:
-        * Remember whether in-coming nodemask was empty,  If not,
-        * restrict the nodes to the allowed nodes in the cpuset.
-        * This is guaranteed to be a subset of nodes with memory.
-        */
-       cpuset_update_task_memory_state();
-       is_empty = was_empty = nodes_empty(*nodes);
-       if (!was_empty) {
-               nodes_and(*nodes, *nodes, cpuset_current_mems_allowed);
-               is_empty = nodes_empty(*nodes); /* after "contextualization" */
-       }
-
-       switch (mode) {
-       case MPOL_DEFAULT:
-               /*
-                * require caller to specify an empty nodemask
-                * before "contextualization"
-                */
-               if (!was_empty)
-                       return -EINVAL;
-               break;
-       case MPOL_BIND:
-       case MPOL_INTERLEAVE:
-               /*
-                * require at least 1 valid node after "contextualization"
-                */
-               if (is_empty)
-                       return -EINVAL;
-               break;
-       case MPOL_PREFERRED:
-               /*
-                * Did caller specify invalid nodes?
-                * Don't silently accept this as "local allocation".
-                */
-               if (!was_empty && is_empty)
-                       return -EINVAL;
-               break;
-       default:
-               BUG();
-       }
-       return 0;
-}
+static const struct mempolicy_operations {
+       int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
+       void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
+} mpol_ops[MPOL_MAX];
 
 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
-static int is_valid_nodemask(nodemask_t *nodemask)
+static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
 {
        int nd, k;
 
@@ -186,50 +140,229 @@ static int is_valid_nodemask(nodemask_t *nodemask)
        return 0;
 }
 
+static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
+{
+       return pol->flags & (MPOL_F_STATIC_NODES | MPOL_F_RELATIVE_NODES);
+}
+
+static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
+                                  const nodemask_t *rel)
+{
+       nodemask_t tmp;
+       nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
+       nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
+}
+
+static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
+{
+       if (nodes_empty(*nodes))
+               return -EINVAL;
+       pol->v.nodes = *nodes;
+       return 0;
+}
+
+static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
+{
+       if (!nodes)
+               pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
+       else if (nodes_empty(*nodes))
+               return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
+       else
+               pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
+       return 0;
+}
+
+static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
+{
+       if (!is_valid_nodemask(nodes))
+               return -EINVAL;
+       pol->v.nodes = *nodes;
+       return 0;
+}
+
 /* Create a new policy */
 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
                                  nodemask_t *nodes)
 {
        struct mempolicy *policy;
+       nodemask_t cpuset_context_nmask;
+       int ret;
 
        pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
                 mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
 
-       if (mode == MPOL_DEFAULT)
-               return NULL;
+       if (mode == MPOL_DEFAULT) {
+               if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
+                       return ERR_PTR(-EINVAL);
+               return NULL;    /* simply delete any existing policy */
+       }
+       VM_BUG_ON(!nodes);
+
+       /*
+        * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
+        * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
+        * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
+        */
+       if (mode == MPOL_PREFERRED) {
+               if (nodes_empty(*nodes)) {
+                       if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
+                            (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
+                               return ERR_PTR(-EINVAL);
+                       nodes = NULL;   /* flag local alloc */
+               }
+       } else if (nodes_empty(*nodes))
+               return ERR_PTR(-EINVAL);
        policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
        if (!policy)
                return ERR_PTR(-ENOMEM);
        atomic_set(&policy->refcnt, 1);
-       switch (mode) {
-       case MPOL_INTERLEAVE:
-               policy->v.nodes = *nodes;
-               if (nodes_weight(policy->v.nodes) == 0) {
-                       kmem_cache_free(policy_cache, policy);
-                       return ERR_PTR(-EINVAL);
-               }
-               break;
-       case MPOL_PREFERRED:
-               policy->v.preferred_node = first_node(*nodes);
-               if (policy->v.preferred_node >= MAX_NUMNODES)
-                       policy->v.preferred_node = -1;
-               break;
-       case MPOL_BIND:
-               if (!is_valid_nodemask(nodes)) {
-                       kmem_cache_free(policy_cache, policy);
-                       return ERR_PTR(-EINVAL);
-               }
-               policy->v.nodes = *nodes;
-               break;
-       default:
-               BUG();
-       }
-       policy->policy = mode;
+       policy->mode = mode;
        policy->flags = flags;
-       policy->cpuset_mems_allowed = cpuset_mems_allowed(current);
+
+       if (nodes) {
+               /*
+                * cpuset related setup doesn't apply to local allocation
+                */
+               cpuset_update_task_memory_state();
+               if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
+                       mpol_relative_nodemask(&cpuset_context_nmask, nodes,
+                                              &cpuset_current_mems_allowed);
+               else
+                       nodes_and(cpuset_context_nmask, *nodes,
+                                 cpuset_current_mems_allowed);
+               if (mpol_store_user_nodemask(policy))
+                       policy->w.user_nodemask = *nodes;
+               else
+                       policy->w.cpuset_mems_allowed =
+                                               cpuset_mems_allowed(current);
+       }
+
+       ret = mpol_ops[mode].create(policy,
+                               nodes ? &cpuset_context_nmask : NULL);
+       if (ret < 0) {
+               kmem_cache_free(policy_cache, policy);
+               return ERR_PTR(ret);
+       }
        return policy;
 }
 
+/* Slow path of a mpol destructor. */
+void __mpol_put(struct mempolicy *p)
+{
+       if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
+               return;
+       kmem_cache_free(policy_cache, p);
+}
+
+static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
+{
+}
+
+static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol,
+                                const nodemask_t *nodes)
+{
+       nodemask_t tmp;
+
+       if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
+               nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
+       else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
+               mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
+       else {
+               nodes_remap(tmp, pol->v.nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
+                           *nodes);
+               pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
+       }
+
+       pol->v.nodes = tmp;
+       if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
+               current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
+               if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
+                       current->il_next = first_node(tmp);
+               if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
+                       current->il_next = numa_node_id();
+       }
+}
+
+static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
+                                 const nodemask_t *nodes)
+{
+       nodemask_t tmp;
+
+       if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
+               int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
+
+               if (node_isset(node, *nodes)) {
+                       pol->v.preferred_node = node;
+                       pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
+               } else
+                       pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
+       } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
+               mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
+               pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
+       } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
+               pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
+                                                  pol->w.cpuset_mems_allowed,
+                                                  *nodes);
+               pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
+       }
+}
+
+/* Migrate a policy to a different set of nodes */
+static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol,
+                              const nodemask_t *newmask)
+{
+       if (!pol)
+               return;
+       if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
+           nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
+               return;
+       mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
+}
+
+/*
+ * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
+ * pointer, and updates task mempolicy.
+ */
+
+void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
+{
+       mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
+}
+
+/*
+ * Rebind each vma in mm to new nodemask.
+ *
+ * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
+ */
+
+void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
+{
+       struct vm_area_struct *vma;
+
+       down_write(&mm->mmap_sem);
+       for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
+               mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
+       up_write(&mm->mmap_sem);
+}
+
+static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
+       [MPOL_DEFAULT] = {
+               .rebind = mpol_rebind_default,
+       },
+       [MPOL_INTERLEAVE] = {
+               .create = mpol_new_interleave,
+               .rebind = mpol_rebind_nodemask,
+       },
+       [MPOL_PREFERRED] = {
+               .create = mpol_new_preferred,
+               .rebind = mpol_rebind_preferred,
+       },
+       [MPOL_BIND] = {
+               .create = mpol_new_bind,
+               .rebind = mpol_rebind_nodemask,
+       },
+};
+
 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
                                unsigned long flags);
@@ -410,7 +543,7 @@ static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
        if (!err) {
                mpol_get(new);
                vma->vm_policy = new;
-               mpol_free(old);
+               mpol_put(old);
        }
        return err;
 }
@@ -472,38 +605,51 @@ static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
                             nodemask_t *nodes)
 {
        struct mempolicy *new;
+       struct mm_struct *mm = current->mm;
 
-       if (mpol_check_policy(mode, nodes))
-               return -EINVAL;
        new = mpol_new(mode, flags, nodes);
        if (IS_ERR(new))
                return PTR_ERR(new);
-       mpol_free(current->mempolicy);
+
+       /*
+        * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
+        * is using it.
+        * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
+        * with no 'mm'.
+        */
+       if (mm)
+               down_write(&mm->mmap_sem);
+       mpol_put(current->mempolicy);
        current->mempolicy = new;
        mpol_set_task_struct_flag();
-       if (new && new->policy == MPOL_INTERLEAVE)
+       if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
+           nodes_weight(new->v.nodes))
                current->il_next = first_node(new->v.nodes);
+       if (mm)
+               up_write(&mm->mmap_sem);
+
        return 0;
 }
 
-/* Fill a zone bitmap for a policy */
-static void get_zonemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
+/*
+ * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
+ */
+static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
 {
        nodes_clear(*nodes);
-       switch (p->policy) {
-       case MPOL_DEFAULT:
-               break;
+       if (p == &default_policy)
+               return;
+
+       switch (p->mode) {
        case MPOL_BIND:
                /* Fall through */
        case MPOL_INTERLEAVE:
                *nodes = p->v.nodes;
                break;
        case MPOL_PREFERRED:
-               /* or use current node instead of memory_map? */
-               if (p->v.preferred_node < 0)
-                       *nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
-               else
+               if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
                        node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
+               /* else return empty node mask for local allocation */
                break;
        default:
                BUG();
@@ -546,6 +692,11 @@ static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
        }
 
        if (flags & MPOL_F_ADDR) {
+               /*
+                * Do NOT fall back to task policy if the
+                * vma/shared policy at addr is NULL.  We
+                * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
+                */
                down_read(&mm->mmap_sem);
                vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
                if (!vma) {
@@ -560,7 +711,7 @@ static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
                return -EINVAL;
 
        if (!pol)
-               pol = &default_policy;
+               pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
 
        if (flags & MPOL_F_NODE) {
                if (flags & MPOL_F_ADDR) {
@@ -569,14 +720,21 @@ static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
                                goto out;
                        *policy = err;
                } else if (pol == current->mempolicy &&
-                               pol->policy == MPOL_INTERLEAVE) {
+                               pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
                        *policy = current->il_next;
                } else {
                        err = -EINVAL;
                        goto out;
                }
-       } else
-               *policy = pol->policy | pol->flags;
+       } else {
+               *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
+                                               pol->mode;
+               /*
+                * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
+                * the policy to userspace.
+                */
+               *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
+       }
 
        if (vma) {
                up_read(&current->mm->mmap_sem);
@@ -585,9 +743,10 @@ static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
 
        err = 0;
        if (nmask)
-               get_zonemask(pol, nmask);
+               get_policy_nodemask(pol, nmask);
 
  out:
+       mpol_cond_put(pol);
        if (vma)
                up_read(&current->mm->mmap_sem);
        return err;
@@ -649,7 +808,7 @@ int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
        int err = 0;
        nodemask_t tmp;
 
-       down_read(&mm->mmap_sem);
+       down_read(&mm->mmap_sem);
 
        err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
        if (err)
@@ -796,9 +955,6 @@ static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
        if (end == start)
                return 0;
 
-       if (mpol_check_policy(mode, nmask))
-               return -EINVAL;
-
        new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
        if (IS_ERR(new))
                return PTR_ERR(new);
@@ -833,7 +989,7 @@ static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
        }
 
        up_write(&mm->mmap_sem);
-       mpol_free(new);
+       mpol_put(new);
        return err;
 }
 
@@ -917,6 +1073,9 @@ asmlinkage long sys_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
        mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
        if (mode >= MPOL_MAX)
                return -EINVAL;
+       if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
+           (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
+               return -EINVAL;
        err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
        if (err)
                return err;
@@ -935,6 +1094,8 @@ asmlinkage long sys_set_mempolicy(int mode, unsigned long __user *nmask,
        mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
        if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
                return -EINVAL;
+       if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
+               return -EINVAL;
        err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
        if (err)
                return err;
@@ -1124,37 +1285,41 @@ asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
  *
  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
- * Returned policy has extra reference count if shared, vma,
- * or some other task's policy [show_numa_maps() can pass
- * @task != current].  It is the caller's responsibility to
- * free the reference in these cases.
+ * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
+ * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
+ * the caller.
+ * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
+ * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
+ * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
+ * extra reference for shared policies.
  */
-static struct mempolicy * get_vma_policy(struct task_struct *task,
+static struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
                struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
 {
        struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
-       int shared_pol = 0;
 
        if (vma) {
                if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
-                       pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
-                       shared_pol = 1; /* if pol non-NULL, add ref below */
-               } else if (vma->vm_policy &&
-                               vma->vm_policy->policy != MPOL_DEFAULT)
+                       struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
+                                                                       addr);
+                       if (vpol)
+                               pol = vpol;
+               } else if (vma->vm_policy)
                        pol = vma->vm_policy;
        }
        if (!pol)
                pol = &default_policy;
-       else if (!shared_pol && pol != current->mempolicy)
-               mpol_get(pol);  /* vma or other task's policy */
        return pol;
 }
 
-/* Return a nodemask representing a mempolicy */
-static nodemask_t *nodemask_policy(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
+/*
+ * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
+ * page allocation
+ */
+static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
 {
        /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
-       if (unlikely(policy->policy == MPOL_BIND) &&
+       if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
                        gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
                        cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
                return &policy->v.nodes;
@@ -1162,35 +1327,30 @@ static nodemask_t *nodemask_policy(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
        return NULL;
 }
 
-/* Return a zonelist representing a mempolicy */
-static struct zonelist *zonelist_policy(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
+/* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
+static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
 {
-       int nd;
+       int nd = numa_node_id();
 
-       switch (policy->policy) {
+       switch (policy->mode) {
        case MPOL_PREFERRED:
-               nd = policy->v.preferred_node;
-               if (nd < 0)
-                       nd = numa_node_id();
+               if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
+                       nd = policy->v.preferred_node;
                break;
        case MPOL_BIND:
                /*
-                * Normally, MPOL_BIND allocations node-local are node-local
-                * within the allowed nodemask. However, if __GFP_THISNODE is
-                * set and the current node is part of the mask, we use the
-                * the zonelist for the first node in the mask instead.
+                * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
+                * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
+                * current node is part of the mask, we use the zonelist for
+                * the first node in the mask instead.
                 */
-               nd = numa_node_id();
                if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
                                unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
                        nd = first_node(policy->v.nodes);
                break;
        case MPOL_INTERLEAVE: /* should not happen */
-       case MPOL_DEFAULT:
-               nd = numa_node_id();
                break;
        default:
-               nd = 0;
                BUG();
        }
        return node_zonelist(nd, gfp);
@@ -1206,19 +1366,31 @@ static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
        next = next_node(nid, policy->v.nodes);
        if (next >= MAX_NUMNODES)
                next = first_node(policy->v.nodes);
-       me->il_next = next;
+       if (next < MAX_NUMNODES)
+               me->il_next = next;
        return nid;
 }
 
 /*
  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
  * next slab entry.
+ * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
+ * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
+ * task can change it's policy.  The system default policy requires no
+ * such protection.
  */
 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
 {
-       unsigned short pol = policy ? policy->policy : MPOL_DEFAULT;
+       if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
+               return numa_node_id();
+
+       switch (policy->mode) {
+       case MPOL_PREFERRED:
+               /*
+                * handled MPOL_F_LOCAL above
+                */
+               return policy->v.preferred_node;
 
-       switch (pol) {
        case MPOL_INTERLEAVE:
                return interleave_nodes(policy);
 
@@ -1237,13 +1409,8 @@ unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
                return zone->node;
        }
 
-       case MPOL_PREFERRED:
-               if (policy->v.preferred_node >= 0)
-                       return policy->v.preferred_node;
-               /* Fall through */
-
        default:
-               return numa_node_id();
+               BUG();
        }
 }
 
@@ -1252,10 +1419,13 @@ static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
                struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
 {
        unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
-       unsigned target = (unsigned)off % nnodes;
+       unsigned target;
        int c;
        int nid = -1;
 
+       if (!nnodes)
+               return numa_node_id();
+       target = (unsigned int)off % nnodes;
        c = 0;
        do {
                nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
@@ -1295,43 +1465,27 @@ static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
  *
- * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation.
- * If the effective policy is 'BIND, returns pointer to local node's zonelist,
- * and a pointer to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
- * If it is also a policy for which get_vma_policy() returns an extra
- * reference, we must hold that reference until after the allocation.
- * In that case, return policy via @mpol so hugetlb allocation can drop
- * the reference. For non-'BIND referenced policies, we can/do drop the
- * reference here, so the caller doesn't need to know about the special case
- * for default and current task policy.
+ * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
+ * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
+ * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
+ * @nodemask for filtering the zonelist.
  */
 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
                                gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
                                nodemask_t **nodemask)
 {
-       struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
        struct zonelist *zl;
 
-       *mpol = NULL;           /* probably no unref needed */
+       *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
        *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
-       if (pol->policy == MPOL_BIND) {
-                       *nodemask = &pol->v.nodes;
-       } else if (pol->policy == MPOL_INTERLEAVE) {
-               unsigned nid;
 
-               nid = interleave_nid(pol, vma, addr, HPAGE_SHIFT);
-               if (unlikely(pol != &default_policy &&
-                               pol != current->mempolicy))
-                       __mpol_free(pol);       /* finished with pol */
-               return node_zonelist(nid, gfp_flags);
-       }
-
-       zl = zonelist_policy(GFP_HIGHUSER, pol);
-       if (unlikely(pol != &default_policy && pol != current->mempolicy)) {
-               if (pol->policy != MPOL_BIND)
-                       __mpol_free(pol);       /* finished with pol */
-               else
-                       *mpol = pol;    /* unref needed after allocation */
+       if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
+               zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
+                               huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
+       } else {
+               zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol);
+               if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
+                       *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
        }
        return zl;
 }
@@ -1382,29 +1536,27 @@ alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
 
        cpuset_update_task_memory_state();
 
-       if (unlikely(pol->policy == MPOL_INTERLEAVE)) {
+       if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
                unsigned nid;
 
                nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
-               if (unlikely(pol != &default_policy &&
-                               pol != current->mempolicy))
-                       __mpol_free(pol);       /* finished with pol */
+               mpol_cond_put(pol);
                return alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
        }
-       zl = zonelist_policy(gfp, pol);
-       if (pol != &default_policy && pol != current->mempolicy) {
+       zl = policy_zonelist(gfp, pol);
+       if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
                /*
-                * slow path: ref counted policy -- shared or vma
+                * slow path: ref counted shared policy
                 */
                struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, 0,
-                                               zl, nodemask_policy(gfp, pol));
-               __mpol_free(pol);
+                                               zl, policy_nodemask(gfp, pol));
+               __mpol_put(pol);
                return page;
        }
        /*
         * fast path:  default or task policy
         */
-       return __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, nodemask_policy(gfp, pol));
+       return __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, policy_nodemask(gfp, pol));
 }
 
 /**
@@ -1434,23 +1586,28 @@ struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
                cpuset_update_task_memory_state();
        if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
                pol = &default_policy;
-       if (pol->policy == MPOL_INTERLEAVE)
+
+       /*
+        * No reference counting needed for current->mempolicy
+        * nor system default_policy
+        */
+       if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
                return alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
        return __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
-                       zonelist_policy(gfp, pol), nodemask_policy(gfp, pol));
+                       policy_zonelist(gfp, pol), policy_nodemask(gfp, pol));
 }
 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
 
 /*
- * If mpol_copy() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
+ * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
  */
 
-/* Slow path of a mempolicy copy */
-struct mempolicy *__mpol_copy(struct mempolicy *old)
+/* Slow path of a mempolicy duplicate */
+struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
 {
        struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
 
@@ -1465,37 +1622,61 @@ struct mempolicy *__mpol_copy(struct mempolicy *old)
        return new;
 }
 
+/*
+ * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
+ * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
+ * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
+ * after return.  Use the returned value.
+ *
+ * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
+ * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
+ * shmem_readahead needs this.
+ */
+struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
+                                               struct mempolicy *frompol)
+{
+       if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
+               return frompol;
+
+       *tompol = *frompol;
+       tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
+       __mpol_put(frompol);
+       return tompol;
+}
+
+static int mpol_match_intent(const struct mempolicy *a,
+                            const struct mempolicy *b)
+{
+       if (a->flags != b->flags)
+               return 0;
+       if (!mpol_store_user_nodemask(a))
+               return 1;
+       return nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask);
+}
+
 /* Slow path of a mempolicy comparison */
 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
 {
        if (!a || !b)
                return 0;
-       if (a->policy != b->policy)
+       if (a->mode != b->mode)
                return 0;
-       switch (a->policy) {
-       case MPOL_DEFAULT:
-               return 1;
+       if (a->mode != MPOL_DEFAULT && !mpol_match_intent(a, b))
+               return 0;
+       switch (a->mode) {
        case MPOL_BIND:
                /* Fall through */
        case MPOL_INTERLEAVE:
                return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
        case MPOL_PREFERRED:
-               return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
+               return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node &&
+                       a->flags == b->flags;
        default:
                BUG();
                return 0;
        }
 }
 
-/* Slow path of a mpol destructor. */
-void __mpol_free(struct mempolicy *p)
-{
-       if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
-               return;
-       p->policy = MPOL_DEFAULT;
-       kmem_cache_free(policy_cache, p);
-}
-
 /*
  * Shared memory backing store policy support.
  *
@@ -1558,7 +1739,7 @@ static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
        rb_link_node(&new->nd, parent, p);
        rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
        pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
-                new->policy ? new->policy->policy : 0);
+                new->policy ? new->policy->mode : 0);
 }
 
 /* Find shared policy intersecting idx */
@@ -1584,7 +1765,7 @@ static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
 {
        pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
        rb_erase(&n->nd, &sp->root);
-       mpol_free(n->policy);
+       mpol_put(n->policy);
        kmem_cache_free(sn_cache, n);
 }
 
@@ -1598,6 +1779,7 @@ static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
        n->start = start;
        n->end = end;
        mpol_get(pol);
+       pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
        n->policy = pol;
        return n;
 }
@@ -1644,33 +1826,41 @@ restart:
                sp_insert(sp, new);
        spin_unlock(&sp->lock);
        if (new2) {
-               mpol_free(new2->policy);
+               mpol_put(new2->policy);
                kmem_cache_free(sn_cache, new2);
        }
        return 0;
 }
 
-void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *info, unsigned short policy,
-                       unsigned short flags, nodemask_t *policy_nodes)
-{
-       info->root = RB_ROOT;
-       spin_lock_init(&info->lock);
-
-       if (policy != MPOL_DEFAULT) {
-               struct mempolicy *newpol;
-
-               /* Falls back to MPOL_DEFAULT on any error */
-               newpol = mpol_new(policy, flags, policy_nodes);
-               if (!IS_ERR(newpol)) {
-                       /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
-                       struct vm_area_struct pvma;
-
-                       memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
-                       /* Policy covers entire file */
-                       pvma.vm_end = TASK_SIZE;
-                       mpol_set_shared_policy(info, &pvma, newpol);
-                       mpol_free(newpol);
-               }
+/**
+ * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
+ * @sp: pointer to inode shared policy
+ * @mpol:  struct mempolicy to install
+ *
+ * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
+ * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
+ * This must be released on exit.
+ */
+void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
+{
+       sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
+       spin_lock_init(&sp->lock);
+
+       if (mpol) {
+               struct vm_area_struct pvma;
+               struct mempolicy *new;
+
+               /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
+               new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
+               mpol_put(mpol); /* drop our ref on sb mpol */
+               if (IS_ERR(new))
+                       return;         /* no valid nodemask intersection */
+
+               /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
+               memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
+               pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
+               mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
+               mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
        }
 }
 
@@ -1683,7 +1873,7 @@ int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
 
        pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
                 vma->vm_pgoff,
-                sz, npol ? npol->policy : -1,
+                sz, npol ? npol->mode : -1,
                 npol ? npol->flags : -1,
                 npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
 
@@ -1712,7 +1902,7 @@ void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
                n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
                next = rb_next(&n->nd);
                rb_erase(&n->nd, &p->root);
-               mpol_free(n->policy);
+               mpol_put(n->policy);
                kmem_cache_free(sn_cache, n);
        }
        spin_unlock(&p->lock);
@@ -1767,86 +1957,167 @@ void numa_default_policy(void)
        do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
 }
 
-/* Migrate a policy to a different set of nodes */
-static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol,
-                              const nodemask_t *newmask)
+/*
+ * Parse and format mempolicy from/to strings
+ */
+
+/*
+ * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
+ * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
+ */
+#define MPOL_LOCAL (MPOL_INTERLEAVE + 1)
+static const char * const policy_types[] =
+       { "default", "prefer", "bind", "interleave", "local" };
+
+
+#ifdef CONFIG_TMPFS
+/**
+ * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
+ * @str:  string containing mempolicy to parse
+ * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
+ * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
+ *
+ * Format of input:
+ *     <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
+ *
+ * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
+ * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
+ * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
+ * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
+ * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
+ * it again is redundant, but safe.
+ *
+ * On success, returns 0, else 1
+ */
+int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
 {
-       nodemask_t *mpolmask;
-       nodemask_t tmp;
+       struct mempolicy *new = NULL;
+       unsigned short uninitialized_var(mode);
+       unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
+       nodemask_t nodes;
+       char *nodelist = strchr(str, ':');
+       char *flags = strchr(str, '=');
+       int i;
+       int err = 1;
+
+       if (nodelist) {
+               /* NUL-terminate mode or flags string */
+               *nodelist++ = '\0';
+               if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
+                       goto out;
+               if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
+                       goto out;
+       } else
+               nodes_clear(nodes);
 
-       if (!pol)
-               return;
-       mpolmask = &pol->cpuset_mems_allowed;
-       if (nodes_equal(*mpolmask, *newmask))
-               return;
+       if (flags)
+               *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
 
-       switch (pol->policy) {
-       case MPOL_DEFAULT:
+       for (i = 0; i <= MPOL_LOCAL; i++) {
+               if (!strcmp(str, policy_types[i])) {
+                       mode = i;
+                       break;
+               }
+       }
+       if (i > MPOL_LOCAL)
+               goto out;
+
+       switch (mode) {
+       case MPOL_PREFERRED:
+               /*
+                * Insist on a nodelist of one node only
+                */
+               if (nodelist) {
+                       char *rest = nodelist;
+                       while (isdigit(*rest))
+                               rest++;
+                       if (!*rest)
+                               err = 0;
+               }
                break;
-       case MPOL_BIND:
-               /* Fall through */
        case MPOL_INTERLEAVE:
-               nodes_remap(tmp, pol->v.nodes, *mpolmask, *newmask);
-               pol->v.nodes = tmp;
-               *mpolmask = *newmask;
-               current->il_next = node_remap(current->il_next,
-                                               *mpolmask, *newmask);
-               break;
-       case MPOL_PREFERRED:
-               pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
-                                               *mpolmask, *newmask);
-               *mpolmask = *newmask;
+               /*
+                * Default to online nodes with memory if no nodelist
+                */
+               if (!nodelist)
+                       nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
+               err = 0;
                break;
-       default:
-               BUG();
+       case MPOL_LOCAL:
+               /*
+                * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
+                */
+               if (nodelist)
+                       goto out;
+               mode = MPOL_PREFERRED;
                break;
-       }
-}
-
-/*
- * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
- * pointer, and updates task mempolicy.
- */
 
-void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
-{
-       mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
-}
+       /*
+        * case MPOL_BIND:    mpol_new() enforces non-empty nodemask.
+        * case MPOL_DEFAULT: mpol_new() enforces empty nodemask, ignores flags.
+        */
+       }
 
-/*
- * Rebind each vma in mm to new nodemask.
- *
- * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
- */
+       mode_flags = 0;
+       if (flags) {
+               /*
+                * Currently, we only support two mutually exclusive
+                * mode flags.
+                */
+               if (!strcmp(flags, "static"))
+                       mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
+               else if (!strcmp(flags, "relative"))
+                       mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
+               else
+                       err = 1;
+       }
 
-void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
-{
-       struct vm_area_struct *vma;
+       new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
+       if (IS_ERR(new))
+               err = 1;
+       else if (no_context)
+               new->w.user_nodemask = nodes;   /* save for contextualization */
 
-       down_write(&mm->mmap_sem);
-       for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
-               mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
-       up_write(&mm->mmap_sem);
+out:
+       /* Restore string for error message */
+       if (nodelist)
+               *--nodelist = ':';
+       if (flags)
+               *--flags = '=';
+       if (!err)
+               *mpol = new;
+       return err;
 }
+#endif /* CONFIG_TMPFS */
 
-/*
- * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
- */
-
-static const char * const policy_types[] =
-       { "default", "prefer", "bind", "interleave" };
-
-/*
+/**
+ * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
+ * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
+ * @maxlen:  length of @buffer
+ * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
+ * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
+ *
  * Convert a mempolicy into a string.
  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
  * or an error (negative)
  */
-static inline int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
+int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
 {
        char *p = buffer;
        int l;
        nodemask_t nodes;
-       unsigned short mode = pol ? pol->policy : MPOL_DEFAULT;
+       unsigned short mode;
+       unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
+
+       /*
+        * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
+        */
+       VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
+
+       if (!pol || pol == &default_policy)
+               mode = MPOL_DEFAULT;
+       else
+               mode = pol->mode;
 
        switch (mode) {
        case MPOL_DEFAULT:
@@ -1855,31 +2126,50 @@ static inline int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
 
        case MPOL_PREFERRED:
                nodes_clear(nodes);
-               node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
+               if (flags & MPOL_F_LOCAL)
+                       mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
+               else
+                       node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
                break;
 
        case MPOL_BIND:
                /* Fall through */
        case MPOL_INTERLEAVE:
-               nodes = pol->v.nodes;
+               if (no_context)
+                       nodes = pol->w.user_nodemask;
+               else
+                       nodes = pol->v.nodes;
                break;
 
        default:
                BUG();
-               return -EFAULT;
        }
 
        l = strlen(policy_types[mode]);
-       if (buffer + maxlen < p + l + 1)
-               return -ENOSPC;
+       if (buffer + maxlen < p + l + 1)
+               return -ENOSPC;
 
        strcpy(p, policy_types[mode]);
        p += l;
 
-       if (!nodes_empty(nodes)) {
+       if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
                if (buffer + maxlen < p + 2)
                        return -ENOSPC;
                *p++ = '=';
+
+               /*
+                * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
+                */
+               if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
+                       p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
+               else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
+                       p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
+       }
+
+       if (!nodes_empty(nodes)) {
+               if (buffer + maxlen < p + 2)
+                       return -ENOSPC;
+               *p++ = ':';
                p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
        }
        return p - buffer;
@@ -1930,9 +2220,12 @@ static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
 {
        unsigned long addr;
        struct page *page;
+       struct hstate *h = hstate_vma(vma);
+       unsigned long sz = huge_page_size(h);
 
-       for (addr = start; addr < end; addr += HPAGE_SIZE) {
-               pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm, addr & HPAGE_MASK);
+       for (addr = start; addr < end; addr += sz) {
+               pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm,
+                                               addr & huge_page_mask(h));
                pte_t pte;
 
                if (!ptep)
@@ -1957,6 +2250,9 @@ static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
 }
 #endif
 
+/*
+ * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
+ */
 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
 {
        struct proc_maps_private *priv = m->private;
@@ -1976,12 +2272,8 @@ int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
                return 0;
 
        pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
-       mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol);
-       /*
-        * unref shared or other task's mempolicy
-        */
-       if (pol != &default_policy && pol != current->mempolicy)
-               __mpol_free(pol);
+       mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
+       mpol_cond_put(pol);
 
        seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);