]> git.karo-electronics.de Git - mv-sheeva.git/blob - mm/mempolicy.c
mempolicy: remove tasklist_lock from migrate_pages
[mv-sheeva.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/module.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96
97 #include "internal.h"
98
99 /* Internal flags */
100 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
101 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
102 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
461 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
462                                 unsigned long flags);
463
464 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
465 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
466                 unsigned long addr, unsigned long end,
467                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
468                 void *private)
469 {
470         pte_t *orig_pte;
471         pte_t *pte;
472         spinlock_t *ptl;
473
474         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
475         do {
476                 struct page *page;
477                 int nid;
478
479                 if (!pte_present(*pte))
480                         continue;
481                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
482                 if (!page)
483                         continue;
484                 /*
485                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
486                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
487                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
488                  */
489                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
490                         continue;
491                 nid = page_to_nid(page);
492                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
493                         continue;
494
495                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
496                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
497                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
498                         migrate_page_add(page, private, flags);
499                 else
500                         break;
501         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
502         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
503         return addr != end;
504 }
505
506 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
507                 unsigned long addr, unsigned long end,
508                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
509                 void *private)
510 {
511         pmd_t *pmd;
512         unsigned long next;
513
514         pmd = pmd_offset(pud, addr);
515         do {
516                 next = pmd_addr_end(addr, end);
517                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
518                         continue;
519                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
520                                     flags, private))
521                         return -EIO;
522         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
523         return 0;
524 }
525
526 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
527                 unsigned long addr, unsigned long end,
528                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
529                 void *private)
530 {
531         pud_t *pud;
532         unsigned long next;
533
534         pud = pud_offset(pgd, addr);
535         do {
536                 next = pud_addr_end(addr, end);
537                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
538                         continue;
539                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
540                                     flags, private))
541                         return -EIO;
542         } while (pud++, addr = next, addr != end);
543         return 0;
544 }
545
546 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
547                 unsigned long addr, unsigned long end,
548                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
549                 void *private)
550 {
551         pgd_t *pgd;
552         unsigned long next;
553
554         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
555         do {
556                 next = pgd_addr_end(addr, end);
557                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
558                         continue;
559                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
560                                     flags, private))
561                         return -EIO;
562         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
563         return 0;
564 }
565
566 /*
567  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
568  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
569  * put them on the pagelist.
570  */
571 static struct vm_area_struct *
572 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
573                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
574 {
575         int err;
576         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
577
578
579         first = find_vma(mm, start);
580         if (!first)
581                 return ERR_PTR(-EFAULT);
582         prev = NULL;
583         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
584                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
585                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
588                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
589                 }
590                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
591                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
592                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
593                                 vma_migratable(vma)))) {
594                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
595
596                         if (endvma > end)
597                                 endvma = end;
598                         if (vma->vm_start > start)
599                                 start = vma->vm_start;
600                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
601                                                 flags, private);
602                         if (err) {
603                                 first = ERR_PTR(err);
604                                 break;
605                         }
606                 }
607                 prev = vma;
608         }
609         return first;
610 }
611
612 /* Apply policy to a single VMA */
613 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
614 {
615         int err = 0;
616         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
617
618         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
619                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
620                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
621                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
622
623         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
624                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
625         if (!err) {
626                 mpol_get(new);
627                 vma->vm_policy = new;
628                 mpol_put(old);
629         }
630         return err;
631 }
632
633 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
634 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
635                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
636 {
637         struct vm_area_struct *next;
638         struct vm_area_struct *prev;
639         struct vm_area_struct *vma;
640         int err = 0;
641         pgoff_t pgoff;
642         unsigned long vmstart;
643         unsigned long vmend;
644
645         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
646         if (!vma || vma->vm_start > start)
647                 return -EFAULT;
648
649         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
650                 next = vma->vm_next;
651                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
652                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
653
654                 pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
655                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
656                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, new_pol);
657                 if (prev) {
658                         vma = prev;
659                         next = vma->vm_next;
660                         continue;
661                 }
662                 if (vma->vm_start != vmstart) {
663                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
664                         if (err)
665                                 goto out;
666                 }
667                 if (vma->vm_end != vmend) {
668                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
669                         if (err)
670                                 goto out;
671                 }
672                 err = policy_vma(vma, new_pol);
673                 if (err)
674                         goto out;
675         }
676
677  out:
678         return err;
679 }
680
681 /*
682  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
683  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
684  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
685  *
686  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
687  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
688  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
689  *
690  * The above limitation is why this routine has the funny name
691  * mpol_fix_fork_child_flag().
692  *
693  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
694  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
695  * for use within this file.
696  */
697
698 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
699 {
700         if (p->mempolicy)
701                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
702         else
703                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
704 }
705
706 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
707 {
708         mpol_fix_fork_child_flag(current);
709 }
710
711 /* Set the process memory policy */
712 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
713                              nodemask_t *nodes)
714 {
715         struct mempolicy *new, *old;
716         struct mm_struct *mm = current->mm;
717         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
718         int ret;
719
720         if (!scratch)
721                 return -ENOMEM;
722
723         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
724         if (IS_ERR(new)) {
725                 ret = PTR_ERR(new);
726                 goto out;
727         }
728         /*
729          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
730          * is using it.
731          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
732          * with no 'mm'.
733          */
734         if (mm)
735                 down_write(&mm->mmap_sem);
736         task_lock(current);
737         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
738         if (ret) {
739                 task_unlock(current);
740                 if (mm)
741                         up_write(&mm->mmap_sem);
742                 mpol_put(new);
743                 goto out;
744         }
745         old = current->mempolicy;
746         current->mempolicy = new;
747         mpol_set_task_struct_flag();
748         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
749             nodes_weight(new->v.nodes))
750                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
751         task_unlock(current);
752         if (mm)
753                 up_write(&mm->mmap_sem);
754
755         mpol_put(old);
756         ret = 0;
757 out:
758         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
759         return ret;
760 }
761
762 /*
763  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
764  *
765  * Called with task's alloc_lock held
766  */
767 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
768 {
769         nodes_clear(*nodes);
770         if (p == &default_policy)
771                 return;
772
773         switch (p->mode) {
774         case MPOL_BIND:
775                 /* Fall through */
776         case MPOL_INTERLEAVE:
777                 *nodes = p->v.nodes;
778                 break;
779         case MPOL_PREFERRED:
780                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
781                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
782                 /* else return empty node mask for local allocation */
783                 break;
784         default:
785                 BUG();
786         }
787 }
788
789 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
790 {
791         struct page *p;
792         int err;
793
794         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
795         if (err >= 0) {
796                 err = page_to_nid(p);
797                 put_page(p);
798         }
799         return err;
800 }
801
802 /* Retrieve NUMA policy */
803 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
804                              unsigned long addr, unsigned long flags)
805 {
806         int err;
807         struct mm_struct *mm = current->mm;
808         struct vm_area_struct *vma = NULL;
809         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
810
811         if (flags &
812                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
813                 return -EINVAL;
814
815         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
816                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
817                         return -EINVAL;
818                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
819                 task_lock(current);
820                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
821                 task_unlock(current);
822                 return 0;
823         }
824
825         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
826                 /*
827                  * Do NOT fall back to task policy if the
828                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
829                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
830                  */
831                 down_read(&mm->mmap_sem);
832                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
833                 if (!vma) {
834                         up_read(&mm->mmap_sem);
835                         return -EFAULT;
836                 }
837                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
838                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
839                 else
840                         pol = vma->vm_policy;
841         } else if (addr)
842                 return -EINVAL;
843
844         if (!pol)
845                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
846
847         if (flags & MPOL_F_NODE) {
848                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
849                         err = lookup_node(mm, addr);
850                         if (err < 0)
851                                 goto out;
852                         *policy = err;
853                 } else if (pol == current->mempolicy &&
854                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
855                         *policy = current->il_next;
856                 } else {
857                         err = -EINVAL;
858                         goto out;
859                 }
860         } else {
861                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
862                                                 pol->mode;
863                 /*
864                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
865                  * the policy to userspace.
866                  */
867                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
868         }
869
870         if (vma) {
871                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
872                 vma = NULL;
873         }
874
875         err = 0;
876         if (nmask) {
877                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
878                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
879                 } else {
880                         task_lock(current);
881                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
882                         task_unlock(current);
883                 }
884         }
885
886  out:
887         mpol_cond_put(pol);
888         if (vma)
889                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
890         return err;
891 }
892
893 #ifdef CONFIG_MIGRATION
894 /*
895  * page migration
896  */
897 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
898                                 unsigned long flags)
899 {
900         /*
901          * Avoid migrating a page that is shared with others.
902          */
903         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
904                 if (!isolate_lru_page(page)) {
905                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
906                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
907                                             page_is_file_cache(page));
908                 }
909         }
910 }
911
912 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
913 {
914         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
915 }
916
917 /*
918  * Migrate pages from one node to a target node.
919  * Returns error or the number of pages not migrated.
920  */
921 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
922                            int flags)
923 {
924         nodemask_t nmask;
925         LIST_HEAD(pagelist);
926         int err = 0;
927         struct vm_area_struct *vma;
928
929         nodes_clear(nmask);
930         node_set(source, nmask);
931
932         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
933                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
934         if (IS_ERR(vma))
935                 return PTR_ERR(vma);
936
937         if (!list_empty(&pagelist)) {
938                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
939                                                                 false, true);
940                 if (err)
941                         putback_lru_pages(&pagelist);
942         }
943
944         return err;
945 }
946
947 /*
948  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
949  * layout as much as possible.
950  *
951  * Returns the number of page that could not be moved.
952  */
953 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
954         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
955 {
956         int busy = 0;
957         int err;
958         nodemask_t tmp;
959
960         err = migrate_prep();
961         if (err)
962                 return err;
963
964         down_read(&mm->mmap_sem);
965
966         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
967         if (err)
968                 goto out;
969
970         /*
971          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
972          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
973          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
974          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
975          *
976          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
977          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
978          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
979          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
980          *
981          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
982          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
983          * (nothing left to migrate).
984          *
985          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
986          * if possible the dest node is not already occupied by some other
987          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
988          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
989          * before migrating outgoing memory source that same node.
990          *
991          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
992          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
993          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
994          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
995          * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
996          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
997          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
998          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
999          */
1000
1001         tmp = *from_nodes;
1002         while (!nodes_empty(tmp)) {
1003                 int s,d;
1004                 int source = -1;
1005                 int dest = 0;
1006
1007                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1008                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1009                         if (s == d)
1010                                 continue;
1011
1012                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1013                         dest = d;
1014
1015                         /* dest not in remaining from nodes? */
1016                         if (!node_isset(dest, tmp))
1017                                 break;
1018                 }
1019                 if (source == -1)
1020                         break;
1021
1022                 node_clear(source, tmp);
1023                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1024                 if (err > 0)
1025                         busy += err;
1026                 if (err < 0)
1027                         break;
1028         }
1029 out:
1030         up_read(&mm->mmap_sem);
1031         if (err < 0)
1032                 return err;
1033         return busy;
1034
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1039  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1040  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1041  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1042  * is in virtual address order.
1043  */
1044 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1045 {
1046         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1047         unsigned long uninitialized_var(address);
1048
1049         while (vma) {
1050                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1051                 if (address != -EFAULT)
1052                         break;
1053                 vma = vma->vm_next;
1054         }
1055
1056         /*
1057          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1058          */
1059         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1060 }
1061 #else
1062
1063 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1064                                 unsigned long flags)
1065 {
1066 }
1067
1068 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1069         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1070 {
1071         return -ENOSYS;
1072 }
1073
1074 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1075 {
1076         return NULL;
1077 }
1078 #endif
1079
1080 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1081                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1082                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1083 {
1084         struct vm_area_struct *vma;
1085         struct mm_struct *mm = current->mm;
1086         struct mempolicy *new;
1087         unsigned long end;
1088         int err;
1089         LIST_HEAD(pagelist);
1090
1091         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1092                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1093                 return -EINVAL;
1094         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1095                 return -EPERM;
1096
1097         if (start & ~PAGE_MASK)
1098                 return -EINVAL;
1099
1100         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1101                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1102
1103         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1104         end = start + len;
1105
1106         if (end < start)
1107                 return -EINVAL;
1108         if (end == start)
1109                 return 0;
1110
1111         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1112         if (IS_ERR(new))
1113                 return PTR_ERR(new);
1114
1115         /*
1116          * If we are using the default policy then operation
1117          * on discontinuous address spaces is okay after all
1118          */
1119         if (!new)
1120                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1121
1122         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1123                  start, start + len, mode, mode_flags,
1124                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1125
1126         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1127
1128                 err = migrate_prep();
1129                 if (err)
1130                         goto mpol_out;
1131         }
1132         {
1133                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1134                 if (scratch) {
1135                         down_write(&mm->mmap_sem);
1136                         task_lock(current);
1137                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1138                         task_unlock(current);
1139                         if (err)
1140                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1141                 } else
1142                         err = -ENOMEM;
1143                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1144         }
1145         if (err)
1146                 goto mpol_out;
1147
1148         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1149                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1150
1151         err = PTR_ERR(vma);
1152         if (!IS_ERR(vma)) {
1153                 int nr_failed = 0;
1154
1155                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1156
1157                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1158                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1159                                                 (unsigned long)vma,
1160                                                 false, true);
1161                         if (nr_failed)
1162                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1163                 }
1164
1165                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1166                         err = -EIO;
1167         } else
1168                 putback_lru_pages(&pagelist);
1169
1170         up_write(&mm->mmap_sem);
1171  mpol_out:
1172         mpol_put(new);
1173         return err;
1174 }
1175
1176 /*
1177  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1178  */
1179
1180 /* Copy a node mask from user space. */
1181 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1182                      unsigned long maxnode)
1183 {
1184         unsigned long k;
1185         unsigned long nlongs;
1186         unsigned long endmask;
1187
1188         --maxnode;
1189         nodes_clear(*nodes);
1190         if (maxnode == 0 || !nmask)
1191                 return 0;
1192         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1193                 return -EINVAL;
1194
1195         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1196         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1197                 endmask = ~0UL;
1198         else
1199                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1200
1201         /* When the user specified more nodes than supported just check
1202            if the non supported part is all zero. */
1203         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1204                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1205                         return -EINVAL;
1206                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1207                         unsigned long t;
1208                         if (get_user(t, nmask + k))
1209                                 return -EFAULT;
1210                         if (k == nlongs - 1) {
1211                                 if (t & endmask)
1212                                         return -EINVAL;
1213                         } else if (t)
1214                                 return -EINVAL;
1215                 }
1216                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1217                 endmask = ~0UL;
1218         }
1219
1220         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1221                 return -EFAULT;
1222         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1223         return 0;
1224 }
1225
1226 /* Copy a kernel node mask to user space */
1227 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1228                               nodemask_t *nodes)
1229 {
1230         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1231         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1232
1233         if (copy > nbytes) {
1234                 if (copy > PAGE_SIZE)
1235                         return -EINVAL;
1236                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1237                         return -EFAULT;
1238                 copy = nbytes;
1239         }
1240         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1241 }
1242
1243 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1244                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1245                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1246 {
1247         nodemask_t nodes;
1248         int err;
1249         unsigned short mode_flags;
1250
1251         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1252         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1253         if (mode >= MPOL_MAX)
1254                 return -EINVAL;
1255         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1256             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1257                 return -EINVAL;
1258         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1259         if (err)
1260                 return err;
1261         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1262 }
1263
1264 /* Set the process memory policy */
1265 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1266                 unsigned long, maxnode)
1267 {
1268         int err;
1269         nodemask_t nodes;
1270         unsigned short flags;
1271
1272         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1273         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1274         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1275                 return -EINVAL;
1276         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1277                 return -EINVAL;
1278         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1279         if (err)
1280                 return err;
1281         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1282 }
1283
1284 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1285                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1286                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1287 {
1288         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1289         struct mm_struct *mm = NULL;
1290         struct task_struct *task;
1291         nodemask_t task_nodes;
1292         int err;
1293         nodemask_t *old;
1294         nodemask_t *new;
1295         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1296
1297         if (!scratch)
1298                 return -ENOMEM;
1299
1300         old = &scratch->mask1;
1301         new = &scratch->mask2;
1302
1303         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1304         if (err)
1305                 goto out;
1306
1307         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1308         if (err)
1309                 goto out;
1310
1311         /* Find the mm_struct */
1312         rcu_read_lock();
1313         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1314         if (!task) {
1315                 rcu_read_unlock();
1316                 err = -ESRCH;
1317                 goto out;
1318         }
1319         mm = get_task_mm(task);
1320         rcu_read_unlock();
1321
1322         err = -EINVAL;
1323         if (!mm)
1324                 goto out;
1325
1326         /*
1327          * Check if this process has the right to modify the specified
1328          * process. The right exists if the process has administrative
1329          * capabilities, superuser privileges or the same
1330          * userid as the target process.
1331          */
1332         rcu_read_lock();
1333         tcred = __task_cred(task);
1334         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1335             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1336             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1337                 rcu_read_unlock();
1338                 err = -EPERM;
1339                 goto out;
1340         }
1341         rcu_read_unlock();
1342
1343         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1344         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1345         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1346                 err = -EPERM;
1347                 goto out;
1348         }
1349
1350         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1351                 err = -EINVAL;
1352                 goto out;
1353         }
1354
1355         err = security_task_movememory(task);
1356         if (err)
1357                 goto out;
1358
1359         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1360                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1361 out:
1362         if (mm)
1363                 mmput(mm);
1364         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1365
1366         return err;
1367 }
1368
1369
1370 /* Retrieve NUMA policy */
1371 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1372                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1373                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1374 {
1375         int err;
1376         int uninitialized_var(pval);
1377         nodemask_t nodes;
1378
1379         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1380                 return -EINVAL;
1381
1382         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1383
1384         if (err)
1385                 return err;
1386
1387         if (policy && put_user(pval, policy))
1388                 return -EFAULT;
1389
1390         if (nmask)
1391                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1392
1393         return err;
1394 }
1395
1396 #ifdef CONFIG_COMPAT
1397
1398 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1399                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1400                                      compat_ulong_t maxnode,
1401                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1402 {
1403         long err;
1404         unsigned long __user *nm = NULL;
1405         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1406         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1407
1408         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1409         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1410
1411         if (nmask)
1412                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1413
1414         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1415
1416         if (!err && nmask) {
1417                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_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 static 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 {
1528         int nd = numa_node_id();
1529
1530         switch (policy->mode) {
1531         case MPOL_PREFERRED:
1532                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1533                         nd = policy->v.preferred_node;
1534                 break;
1535         case MPOL_BIND:
1536                 /*
1537                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1538                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1539                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1540                  * the first node in the mask instead.
1541                  */
1542                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1543                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1544                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1545                 break;
1546         default:
1547                 BUG();
1548         }
1549         return node_zonelist(nd, gfp);
1550 }
1551
1552 /* Do dynamic interleaving for a process */
1553 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1554 {
1555         unsigned nid, next;
1556         struct task_struct *me = current;
1557
1558         nid = me->il_next;
1559         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1560         if (next >= MAX_NUMNODES)
1561                 next = first_node(policy->v.nodes);
1562         if (next < MAX_NUMNODES)
1563                 me->il_next = next;
1564         return nid;
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1569  * next slab entry.
1570  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1571  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1572  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1573  * such protection.
1574  */
1575 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1576 {
1577         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1578                 return numa_node_id();
1579
1580         switch (policy->mode) {
1581         case MPOL_PREFERRED:
1582                 /*
1583                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1584                  */
1585                 return policy->v.preferred_node;
1586
1587         case MPOL_INTERLEAVE:
1588                 return interleave_nodes(policy);
1589
1590         case MPOL_BIND: {
1591                 /*
1592                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1593                  * first node.
1594                  */
1595                 struct zonelist *zonelist;
1596                 struct zone *zone;
1597                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1598                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1599                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1600                                                         &policy->v.nodes,
1601                                                         &zone);
1602                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1603         }
1604
1605         default:
1606                 BUG();
1607         }
1608 }
1609
1610 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1611 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1612                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1613 {
1614         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1615         unsigned target;
1616         int c;
1617         int nid = -1;
1618
1619         if (!nnodes)
1620                 return numa_node_id();
1621         target = (unsigned int)off % nnodes;
1622         c = 0;
1623         do {
1624                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1625                 c++;
1626         } while (c <= target);
1627         return nid;
1628 }
1629
1630 /* Determine a node number for interleave */
1631 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1632                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1633 {
1634         if (vma) {
1635                 unsigned long off;
1636
1637                 /*
1638                  * for small pages, there is no difference between
1639                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1640                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1641                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1642                  * a useful offset.
1643                  */
1644                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1645                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1646                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1647                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1648         } else
1649                 return interleave_nodes(pol);
1650 }
1651
1652 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1653 /*
1654  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1655  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1656  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1657  * @gfp_flags = for requested zone
1658  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1659  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1660  *
1661  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1662  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1663  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1664  * @nodemask for filtering the zonelist.
1665  *
1666  * Must be protected by get_mems_allowed()
1667  */
1668 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1669                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1670                                 nodemask_t **nodemask)
1671 {
1672         struct zonelist *zl;
1673
1674         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1675         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1676
1677         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1678                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1679                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1680         } else {
1681                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol);
1682                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1683                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1684         }
1685         return zl;
1686 }
1687
1688 /*
1689  * init_nodemask_of_mempolicy
1690  *
1691  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1692  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1693  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1694  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1695  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1696  * of non-default mempolicy.
1697  *
1698  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1699  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1700  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1701  *
1702  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1703  */
1704 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1705 {
1706         struct mempolicy *mempolicy;
1707         int nid;
1708
1709         if (!(mask && current->mempolicy))
1710                 return false;
1711
1712         task_lock(current);
1713         mempolicy = current->mempolicy;
1714         switch (mempolicy->mode) {
1715         case MPOL_PREFERRED:
1716                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1717                         nid = numa_node_id();
1718                 else
1719                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1720                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1721                 break;
1722
1723         case MPOL_BIND:
1724                 /* Fall through */
1725         case MPOL_INTERLEAVE:
1726                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1727                 break;
1728
1729         default:
1730                 BUG();
1731         }
1732         task_unlock(current);
1733
1734         return true;
1735 }
1736 #endif
1737
1738 /*
1739  * mempolicy_nodemask_intersects
1740  *
1741  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1742  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1743  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1744  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1745  *
1746  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1747  */
1748 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1749                                         const nodemask_t *mask)
1750 {
1751         struct mempolicy *mempolicy;
1752         bool ret = true;
1753
1754         if (!mask)
1755                 return ret;
1756         task_lock(tsk);
1757         mempolicy = tsk->mempolicy;
1758         if (!mempolicy)
1759                 goto out;
1760
1761         switch (mempolicy->mode) {
1762         case MPOL_PREFERRED:
1763                 /*
1764                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1765                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1766                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1767                  * nodes in mask.
1768                  */
1769                 break;
1770         case MPOL_BIND:
1771         case MPOL_INTERLEAVE:
1772                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1773                 break;
1774         default:
1775                 BUG();
1776         }
1777 out:
1778         task_unlock(tsk);
1779         return ret;
1780 }
1781
1782 /* Allocate a page in interleaved policy.
1783    Own path because it needs to do special accounting. */
1784 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1785                                         unsigned nid)
1786 {
1787         struct zonelist *zl;
1788         struct page *page;
1789
1790         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1791         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1792         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1793                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1794         return page;
1795 }
1796
1797 /**
1798  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1799  *
1800  *      @gfp:
1801  *      %GFP_USER    user allocation.
1802  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1803  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1804  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1805  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1806  *
1807  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1808  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1809  *
1810  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1811  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1812  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1813  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1814  *      all allocations for pages that will be mapped into
1815  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1816  *
1817  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1818  */
1819 struct page *
1820 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1821 {
1822         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1823         struct zonelist *zl;
1824         struct page *page;
1825
1826         get_mems_allowed();
1827         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1828                 unsigned nid;
1829
1830                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1831                 mpol_cond_put(pol);
1832                 page = alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1833                 put_mems_allowed();
1834                 return page;
1835         }
1836         zl = policy_zonelist(gfp, pol);
1837         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1838                 /*
1839                  * slow path: ref counted shared policy
1840                  */
1841                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, 0,
1842                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1843                 __mpol_put(pol);
1844                 put_mems_allowed();
1845                 return page;
1846         }
1847         /*
1848          * fast path:  default or task policy
1849          */
1850         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1851         put_mems_allowed();
1852         return page;
1853 }
1854
1855 /**
1856  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1857  *
1858  *      @gfp:
1859  *              %GFP_USER   user allocation,
1860  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1861  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1862  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1863  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1864  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1865  *
1866  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1867  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1868  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1869  *
1870  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1871  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1872  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1873  */
1874 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1875 {
1876         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1877         struct page *page;
1878
1879         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1880                 pol = &default_policy;
1881
1882         get_mems_allowed();
1883         /*
1884          * No reference counting needed for current->mempolicy
1885          * nor system default_policy
1886          */
1887         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1888                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1889         else
1890                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1891                         policy_zonelist(gfp, pol), policy_nodemask(gfp, pol));
1892         put_mems_allowed();
1893         return page;
1894 }
1895 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1896
1897 /*
1898  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1899  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1900  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1901  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1902  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1903  *
1904  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1905  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1906  */
1907
1908 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1909 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1910 {
1911         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1912
1913         if (!new)
1914                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1915
1916         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1917         if (old == current->mempolicy) {
1918                 task_lock(current);
1919                 *new = *old;
1920                 task_unlock(current);
1921         } else
1922                 *new = *old;
1923
1924         rcu_read_lock();
1925         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1926                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1927                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1928                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1929                 else
1930                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1931         }
1932         rcu_read_unlock();
1933         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1934         return new;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1939  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1940  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1941  * after return.  Use the returned value.
1942  *
1943  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1944  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1945  * shmem_readahead needs this.
1946  */
1947 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1948                                                 struct mempolicy *frompol)
1949 {
1950         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1951                 return frompol;
1952
1953         *tompol = *frompol;
1954         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1955         __mpol_put(frompol);
1956         return tompol;
1957 }
1958
1959 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1960 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1961 {
1962         if (!a || !b)
1963                 return 0;
1964         if (a->mode != b->mode)
1965                 return 0;
1966         if (a->flags != b->flags)
1967                 return 0;
1968         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1969                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1970                         return 0;
1971
1972         switch (a->mode) {
1973         case MPOL_BIND:
1974                 /* Fall through */
1975         case MPOL_INTERLEAVE:
1976                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1977         case MPOL_PREFERRED:
1978                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node &&
1979                         a->flags == b->flags;
1980         default:
1981                 BUG();
1982                 return 0;
1983         }
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Shared memory backing store policy support.
1988  *
1989  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1990  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1991  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1992  * for any accesses to the tree.
1993  */
1994
1995 /* lookup first element intersecting start-end */
1996 /* Caller holds sp->lock */
1997 static struct sp_node *
1998 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1999 {
2000         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2001
2002         while (n) {
2003                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2004
2005                 if (start >= p->end)
2006                         n = n->rb_right;
2007                 else if (end <= p->start)
2008                         n = n->rb_left;
2009                 else
2010                         break;
2011         }
2012         if (!n)
2013                 return NULL;
2014         for (;;) {
2015                 struct sp_node *w = NULL;
2016                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2017                 if (!prev)
2018                         break;
2019                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2020                 if (w->end <= start)
2021                         break;
2022                 n = prev;
2023         }
2024         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2025 }
2026
2027 /* Insert a new shared policy into the list. */
2028 /* Caller holds sp->lock */
2029 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2030 {
2031         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2032         struct rb_node *parent = NULL;
2033         struct sp_node *nd;
2034
2035         while (*p) {
2036                 parent = *p;
2037                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2038                 if (new->start < nd->start)
2039                         p = &(*p)->rb_left;
2040                 else if (new->end > nd->end)
2041                         p = &(*p)->rb_right;
2042                 else
2043                         BUG();
2044         }
2045         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2046         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2047         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2048                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2049 }
2050
2051 /* Find shared policy intersecting idx */
2052 struct mempolicy *
2053 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2054 {
2055         struct mempolicy *pol = NULL;
2056         struct sp_node *sn;
2057
2058         if (!sp->root.rb_node)
2059                 return NULL;
2060         spin_lock(&sp->lock);
2061         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2062         if (sn) {
2063                 mpol_get(sn->policy);
2064                 pol = sn->policy;
2065         }
2066         spin_unlock(&sp->lock);
2067         return pol;
2068 }
2069
2070 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2071 {
2072         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2073         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2074         mpol_put(n->policy);
2075         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2076 }
2077
2078 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2079                                 struct mempolicy *pol)
2080 {
2081         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2082
2083         if (!n)
2084                 return NULL;
2085         n->start = start;
2086         n->end = end;
2087         mpol_get(pol);
2088         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2089         n->policy = pol;
2090         return n;
2091 }
2092
2093 /* Replace a policy range. */
2094 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2095                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2096 {
2097         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2098
2099 restart:
2100         spin_lock(&sp->lock);
2101         n = sp_lookup(sp, start, end);
2102         /* Take care of old policies in the same range. */
2103         while (n && n->start < end) {
2104                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2105                 if (n->start >= start) {
2106                         if (n->end <= end)
2107                                 sp_delete(sp, n);
2108                         else
2109                                 n->start = end;
2110                 } else {
2111                         /* Old policy spanning whole new range. */
2112                         if (n->end > end) {
2113                                 if (!new2) {
2114                                         spin_unlock(&sp->lock);
2115                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2116                                         if (!new2)
2117                                                 return -ENOMEM;
2118                                         goto restart;
2119                                 }
2120                                 n->end = start;
2121                                 sp_insert(sp, new2);
2122                                 new2 = NULL;
2123                                 break;
2124                         } else
2125                                 n->end = start;
2126                 }
2127                 if (!next)
2128                         break;
2129                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2130         }
2131         if (new)
2132                 sp_insert(sp, new);
2133         spin_unlock(&sp->lock);
2134         if (new2) {
2135                 mpol_put(new2->policy);
2136                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2137         }
2138         return 0;
2139 }
2140
2141 /**
2142  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2143  * @sp: pointer to inode shared policy
2144  * @mpol:  struct mempolicy to install
2145  *
2146  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2147  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2148  * This must be released on exit.
2149  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2150  */
2151 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2152 {
2153         int ret;
2154
2155         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2156         spin_lock_init(&sp->lock);
2157
2158         if (mpol) {
2159                 struct vm_area_struct pvma;
2160                 struct mempolicy *new;
2161                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2162
2163                 if (!scratch)
2164                         goto put_mpol;
2165                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2166                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2167                 if (IS_ERR(new))
2168                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2169
2170                 task_lock(current);
2171                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2172                 task_unlock(current);
2173                 if (ret)
2174                         goto put_new;
2175
2176                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2177                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2178                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2179                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2180
2181 put_new:
2182                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2183 free_scratch:
2184                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2185 put_mpol:
2186                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2187         }
2188 }
2189
2190 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2191                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2192 {
2193         int err;
2194         struct sp_node *new = NULL;
2195         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2196
2197         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2198                  vma->vm_pgoff,
2199                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2200                  npol ? npol->flags : -1,
2201                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2202
2203         if (npol) {
2204                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2205                 if (!new)
2206                         return -ENOMEM;
2207         }
2208         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2209         if (err && new)
2210                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2211         return err;
2212 }
2213
2214 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2215 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2216 {
2217         struct sp_node *n;
2218         struct rb_node *next;
2219
2220         if (!p->root.rb_node)
2221                 return;
2222         spin_lock(&p->lock);
2223         next = rb_first(&p->root);
2224         while (next) {
2225                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2226                 next = rb_next(&n->nd);
2227                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2228                 mpol_put(n->policy);
2229                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2230         }
2231         spin_unlock(&p->lock);
2232 }
2233
2234 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2235 void __init numa_policy_init(void)
2236 {
2237         nodemask_t interleave_nodes;
2238         unsigned long largest = 0;
2239         int nid, prefer = 0;
2240
2241         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2242                                          sizeof(struct mempolicy),
2243                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2244
2245         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2246                                      sizeof(struct sp_node),
2247                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2248
2249         /*
2250          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2251          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2252          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2253          */
2254         nodes_clear(interleave_nodes);
2255         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2256                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2257
2258                 /* Preserve the largest node */
2259                 if (largest < total_pages) {
2260                         largest = total_pages;
2261                         prefer = nid;
2262                 }
2263
2264                 /* Interleave this node? */
2265                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2266                         node_set(nid, interleave_nodes);
2267         }
2268
2269         /* All too small, use the largest */
2270         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2271                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2272
2273         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2274                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2275 }
2276
2277 /* Reset policy of current process to default */
2278 void numa_default_policy(void)
2279 {
2280         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2281 }
2282
2283 /*
2284  * Parse and format mempolicy from/to strings
2285  */
2286
2287 /*
2288  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2289  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2290  */
2291 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2292 static const char * const policy_modes[] =
2293 {
2294         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2295         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2296         [MPOL_BIND]       = "bind",
2297         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2298         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2299 };
2300
2301
2302 #ifdef CONFIG_TMPFS
2303 /**
2304  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2305  * @str:  string containing mempolicy to parse
2306  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2307  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2308  *
2309  * Format of input:
2310  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2311  *
2312  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2313  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2314  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2315  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2316  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2317  * it again is redundant, but safe.
2318  *
2319  * On success, returns 0, else 1
2320  */
2321 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2322 {
2323         struct mempolicy *new = NULL;
2324         unsigned short mode;
2325         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2326         nodemask_t nodes;
2327         char *nodelist = strchr(str, ':');
2328         char *flags = strchr(str, '=');
2329         int err = 1;
2330
2331         if (nodelist) {
2332                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2333                 *nodelist++ = '\0';
2334                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2335                         goto out;
2336                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2337                         goto out;
2338         } else
2339                 nodes_clear(nodes);
2340
2341         if (flags)
2342                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2343
2344         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2345                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2346                         break;
2347                 }
2348         }
2349         if (mode > MPOL_LOCAL)
2350                 goto out;
2351
2352         switch (mode) {
2353         case MPOL_PREFERRED:
2354                 /*
2355                  * Insist on a nodelist of one node only
2356                  */
2357                 if (nodelist) {
2358                         char *rest = nodelist;
2359                         while (isdigit(*rest))
2360                                 rest++;
2361                         if (*rest)
2362                                 goto out;
2363                 }
2364                 break;
2365         case MPOL_INTERLEAVE:
2366                 /*
2367                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2368                  */
2369                 if (!nodelist)
2370                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2371                 break;
2372         case MPOL_LOCAL:
2373                 /*
2374                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2375                  */
2376                 if (nodelist)
2377                         goto out;
2378                 mode = MPOL_PREFERRED;
2379                 break;
2380         case MPOL_DEFAULT:
2381                 /*
2382                  * Insist on a empty nodelist
2383                  */
2384                 if (!nodelist)
2385                         err = 0;
2386                 goto out;
2387         case MPOL_BIND:
2388                 /*
2389                  * Insist on a nodelist
2390                  */
2391                 if (!nodelist)
2392                         goto out;
2393         }
2394
2395         mode_flags = 0;
2396         if (flags) {
2397                 /*
2398                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2399                  * mode flags.
2400                  */
2401                 if (!strcmp(flags, "static"))
2402                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2403                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2404                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2405                 else
2406                         goto out;
2407         }
2408
2409         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2410         if (IS_ERR(new))
2411                 goto out;
2412
2413         if (no_context) {
2414                 /* save for contextualization */
2415                 new->w.user_nodemask = nodes;
2416         } else {
2417                 int ret;
2418                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2419                 if (scratch) {
2420                         task_lock(current);
2421                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2422                         task_unlock(current);
2423                 } else
2424                         ret = -ENOMEM;
2425                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2426                 if (ret) {
2427                         mpol_put(new);
2428                         goto out;
2429                 }
2430         }
2431         err = 0;
2432
2433 out:
2434         /* Restore string for error message */
2435         if (nodelist)
2436                 *--nodelist = ':';
2437         if (flags)
2438                 *--flags = '=';
2439         if (!err)
2440                 *mpol = new;
2441         return err;
2442 }
2443 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2444
2445 /**
2446  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2447  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2448  * @maxlen:  length of @buffer
2449  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2450  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2451  *
2452  * Convert a mempolicy into a string.
2453  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2454  * or an error (negative)
2455  */
2456 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2457 {
2458         char *p = buffer;
2459         int l;
2460         nodemask_t nodes;
2461         unsigned short mode;
2462         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2463
2464         /*
2465          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2466          */
2467         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2468
2469         if (!pol || pol == &default_policy)
2470                 mode = MPOL_DEFAULT;
2471         else
2472                 mode = pol->mode;
2473
2474         switch (mode) {
2475         case MPOL_DEFAULT:
2476                 nodes_clear(nodes);
2477                 break;
2478
2479         case MPOL_PREFERRED:
2480                 nodes_clear(nodes);
2481                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2482                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2483                 else
2484                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2485                 break;
2486
2487         case MPOL_BIND:
2488                 /* Fall through */
2489         case MPOL_INTERLEAVE:
2490                 if (no_context)
2491                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2492                 else
2493                         nodes = pol->v.nodes;
2494                 break;
2495
2496         default:
2497                 BUG();
2498         }
2499
2500         l = strlen(policy_modes[mode]);
2501         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2502                 return -ENOSPC;
2503
2504         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2505         p += l;
2506
2507         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2508                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2509                         return -ENOSPC;
2510                 *p++ = '=';
2511
2512                 /*
2513                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2514                  */
2515                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2516                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2517                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2518                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2519         }
2520
2521         if (!nodes_empty(nodes)) {
2522                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2523                         return -ENOSPC;
2524                 *p++ = ':';
2525                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2526         }
2527         return p - buffer;
2528 }
2529
2530 struct numa_maps {
2531         unsigned long pages;
2532         unsigned long anon;
2533         unsigned long active;
2534         unsigned long writeback;
2535         unsigned long mapcount_max;
2536         unsigned long dirty;
2537         unsigned long swapcache;
2538         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
2539 };
2540
2541 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
2542 {
2543         struct numa_maps *md = private;
2544         int count = page_mapcount(page);
2545
2546         md->pages++;
2547         if (pte_dirty || PageDirty(page))
2548                 md->dirty++;
2549
2550         if (PageSwapCache(page))
2551                 md->swapcache++;
2552
2553         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
2554                 md->active++;
2555
2556         if (PageWriteback(page))
2557                 md->writeback++;
2558
2559         if (PageAnon(page))
2560                 md->anon++;
2561
2562         if (count > md->mapcount_max)
2563                 md->mapcount_max = count;
2564
2565         md->node[page_to_nid(page)]++;
2566 }
2567
2568 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2569 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2570                 unsigned long start, unsigned long end,
2571                 struct numa_maps *md)
2572 {
2573         unsigned long addr;
2574         struct page *page;
2575         struct hstate *h = hstate_vma(vma);
2576         unsigned long sz = huge_page_size(h);
2577
2578         for (addr = start; addr < end; addr += sz) {
2579                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm,
2580                                                 addr & huge_page_mask(h));
2581                 pte_t pte;
2582
2583                 if (!ptep)
2584                         continue;
2585
2586                 pte = *ptep;
2587                 if (pte_none(pte))
2588                         continue;
2589
2590                 page = pte_page(pte);
2591                 if (!page)
2592                         continue;
2593
2594                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
2595         }
2596 }
2597 #else
2598 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2599                 unsigned long start, unsigned long end,
2600                 struct numa_maps *md)
2601 {
2602 }
2603 #endif
2604
2605 /*
2606  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
2607  */
2608 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
2609 {
2610         struct proc_maps_private *priv = m->private;
2611         struct vm_area_struct *vma = v;
2612         struct numa_maps *md;
2613         struct file *file = vma->vm_file;
2614         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2615         struct mempolicy *pol;
2616         int n;
2617         char buffer[50];
2618
2619         if (!mm)
2620                 return 0;
2621
2622         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
2623         if (!md)
2624                 return 0;
2625
2626         pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
2627         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
2628         mpol_cond_put(pol);
2629
2630         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
2631
2632         if (file) {
2633                 seq_printf(m, " file=");
2634                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
2635         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
2636                 seq_printf(m, " heap");
2637         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
2638                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
2639                 seq_printf(m, " stack");
2640         }
2641
2642         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
2643                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
2644                 seq_printf(m, " huge");
2645         } else {
2646                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
2647                         &node_states[N_HIGH_MEMORY], MPOL_MF_STATS, md);
2648         }
2649
2650         if (!md->pages)
2651                 goto out;
2652
2653         if (md->anon)
2654                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
2655
2656         if (md->dirty)
2657                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
2658
2659         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
2660                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
2661
2662         if (md->mapcount_max > 1)
2663                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
2664
2665         if (md->swapcache)
2666                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
2667
2668         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
2669                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
2670
2671         if (md->writeback)
2672                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
2673
2674         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
2675                 if (md->node[n])
2676                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
2677 out:
2678         seq_putc(m, '\n');
2679         kfree(md);
2680
2681         if (m->count < m->size)
2682                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
2683         return 0;
2684 }