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