]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/mempolicy.c
drm/i915: no lvds quirk for Zotac ZDBOX SD ID12/ID13
[karo-tx-linux.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/export.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96 #include <linux/random.h>
97
98 #include "internal.h"
99
100 /* Internal flags */
101 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
102 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 static struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
461                                 unsigned long flags);
462
463 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
464 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
465                 unsigned long addr, unsigned long end,
466                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
467                 void *private)
468 {
469         pte_t *orig_pte;
470         pte_t *pte;
471         spinlock_t *ptl;
472
473         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
474         do {
475                 struct page *page;
476                 int nid;
477
478                 if (!pte_present(*pte))
479                         continue;
480                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
481                 if (!page)
482                         continue;
483                 /*
484                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
485                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
486                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
487                  */
488                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
489                         continue;
490                 nid = page_to_nid(page);
491                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
492                         continue;
493
494                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
495                         migrate_page_add(page, private, flags);
496                 else
497                         break;
498         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
499         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
500         return addr != end;
501 }
502
503 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
504                 unsigned long addr, unsigned long end,
505                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
506                 void *private)
507 {
508         pmd_t *pmd;
509         unsigned long next;
510
511         pmd = pmd_offset(pud, addr);
512         do {
513                 next = pmd_addr_end(addr, end);
514                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
515                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
516                         continue;
517                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
518                                     flags, private))
519                         return -EIO;
520         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
521         return 0;
522 }
523
524 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
525                 unsigned long addr, unsigned long end,
526                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
527                 void *private)
528 {
529         pud_t *pud;
530         unsigned long next;
531
532         pud = pud_offset(pgd, addr);
533         do {
534                 next = pud_addr_end(addr, end);
535                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
536                         continue;
537                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
538                                     flags, private))
539                         return -EIO;
540         } while (pud++, addr = next, addr != end);
541         return 0;
542 }
543
544 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
545                 unsigned long addr, unsigned long end,
546                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
547                 void *private)
548 {
549         pgd_t *pgd;
550         unsigned long next;
551
552         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
553         do {
554                 next = pgd_addr_end(addr, end);
555                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
556                         continue;
557                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
558                                     flags, private))
559                         return -EIO;
560         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
566  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
567  * put them on the pagelist.
568  */
569 static struct vm_area_struct *
570 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
571                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
572 {
573         int err;
574         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
575
576
577         first = find_vma(mm, start);
578         if (!first)
579                 return ERR_PTR(-EFAULT);
580         prev = NULL;
581         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
582                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
583                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
584                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
585                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                 }
588                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
589                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
590                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
591                                 vma_migratable(vma)))) {
592                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
593
594                         if (endvma > end)
595                                 endvma = end;
596                         if (vma->vm_start > start)
597                                 start = vma->vm_start;
598                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
599                                                 flags, private);
600                         if (err) {
601                                 first = ERR_PTR(err);
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 prev = vma;
606         }
607         return first;
608 }
609
610 /*
611  * Apply policy to a single VMA
612  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
613  */
614 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
615                                                 struct mempolicy *pol)
616 {
617         int err;
618         struct mempolicy *old;
619         struct mempolicy *new;
620
621         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
622                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
623                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
624                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
625
626         new = mpol_dup(pol);
627         if (IS_ERR(new))
628                 return PTR_ERR(new);
629
630         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
631                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
632                 if (err)
633                         goto err_out;
634         }
635
636         old = vma->vm_policy;
637         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
638         mpol_put(old);
639
640         return 0;
641  err_out:
642         mpol_put(new);
643         return err;
644 }
645
646 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
647 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
648                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
649 {
650         struct vm_area_struct *next;
651         struct vm_area_struct *prev;
652         struct vm_area_struct *vma;
653         int err = 0;
654         pgoff_t pgoff;
655         unsigned long vmstart;
656         unsigned long vmend;
657
658         vma = find_vma(mm, start);
659         if (!vma || vma->vm_start > start)
660                 return -EFAULT;
661
662         prev = vma->vm_prev;
663         if (start > vma->vm_start)
664                 prev = vma;
665
666         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
667                 next = vma->vm_next;
668                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
669                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
670
671                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
672                         continue;
673
674                 pgoff = vma->vm_pgoff +
675                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
676                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
677                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
678                                   new_pol);
679                 if (prev) {
680                         vma = prev;
681                         next = vma->vm_next;
682                         continue;
683                 }
684                 if (vma->vm_start != vmstart) {
685                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
686                         if (err)
687                                 goto out;
688                 }
689                 if (vma->vm_end != vmend) {
690                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
691                         if (err)
692                                 goto out;
693                 }
694                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
695                 if (err)
696                         goto out;
697         }
698
699  out:
700         return err;
701 }
702
703 /*
704  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
705  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
706  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
707  *
708  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
709  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
710  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
711  *
712  * The above limitation is why this routine has the funny name
713  * mpol_fix_fork_child_flag().
714  *
715  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
716  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
717  * for use within this file.
718  */
719
720 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
721 {
722         if (p->mempolicy)
723                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
724         else
725                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
726 }
727
728 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
729 {
730         mpol_fix_fork_child_flag(current);
731 }
732
733 /* Set the process memory policy */
734 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
735                              nodemask_t *nodes)
736 {
737         struct mempolicy *new, *old;
738         struct mm_struct *mm = current->mm;
739         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
740         int ret;
741
742         if (!scratch)
743                 return -ENOMEM;
744
745         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
746         if (IS_ERR(new)) {
747                 ret = PTR_ERR(new);
748                 goto out;
749         }
750         /*
751          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
752          * is using it.
753          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
754          * with no 'mm'.
755          */
756         if (mm)
757                 down_write(&mm->mmap_sem);
758         task_lock(current);
759         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
760         if (ret) {
761                 task_unlock(current);
762                 if (mm)
763                         up_write(&mm->mmap_sem);
764                 mpol_put(new);
765                 goto out;
766         }
767         old = current->mempolicy;
768         current->mempolicy = new;
769         mpol_set_task_struct_flag();
770         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
771             nodes_weight(new->v.nodes))
772                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
773         task_unlock(current);
774         if (mm)
775                 up_write(&mm->mmap_sem);
776
777         mpol_put(old);
778         ret = 0;
779 out:
780         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
781         return ret;
782 }
783
784 /*
785  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
786  *
787  * Called with task's alloc_lock held
788  */
789 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
790 {
791         nodes_clear(*nodes);
792         if (p == &default_policy)
793                 return;
794
795         switch (p->mode) {
796         case MPOL_BIND:
797                 /* Fall through */
798         case MPOL_INTERLEAVE:
799                 *nodes = p->v.nodes;
800                 break;
801         case MPOL_PREFERRED:
802                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
803                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
804                 /* else return empty node mask for local allocation */
805                 break;
806         default:
807                 BUG();
808         }
809 }
810
811 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
812 {
813         struct page *p;
814         int err;
815
816         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
817         if (err >= 0) {
818                 err = page_to_nid(p);
819                 put_page(p);
820         }
821         return err;
822 }
823
824 /* Retrieve NUMA policy */
825 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
826                              unsigned long addr, unsigned long flags)
827 {
828         int err;
829         struct mm_struct *mm = current->mm;
830         struct vm_area_struct *vma = NULL;
831         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
832
833         if (flags &
834                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
835                 return -EINVAL;
836
837         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
838                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
839                         return -EINVAL;
840                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
841                 task_lock(current);
842                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
843                 task_unlock(current);
844                 return 0;
845         }
846
847         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
848                 /*
849                  * Do NOT fall back to task policy if the
850                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
851                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
852                  */
853                 down_read(&mm->mmap_sem);
854                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
855                 if (!vma) {
856                         up_read(&mm->mmap_sem);
857                         return -EFAULT;
858                 }
859                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
860                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
861                 else
862                         pol = vma->vm_policy;
863         } else if (addr)
864                 return -EINVAL;
865
866         if (!pol)
867                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
868
869         if (flags & MPOL_F_NODE) {
870                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
871                         err = lookup_node(mm, addr);
872                         if (err < 0)
873                                 goto out;
874                         *policy = err;
875                 } else if (pol == current->mempolicy &&
876                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
877                         *policy = current->il_next;
878                 } else {
879                         err = -EINVAL;
880                         goto out;
881                 }
882         } else {
883                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
884                                                 pol->mode;
885                 /*
886                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
887                  * the policy to userspace.
888                  */
889                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
890         }
891
892         if (vma) {
893                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
894                 vma = NULL;
895         }
896
897         err = 0;
898         if (nmask) {
899                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
900                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
901                 } else {
902                         task_lock(current);
903                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
904                         task_unlock(current);
905                 }
906         }
907
908  out:
909         mpol_cond_put(pol);
910         if (vma)
911                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
912         return err;
913 }
914
915 #ifdef CONFIG_MIGRATION
916 /*
917  * page migration
918  */
919 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
920                                 unsigned long flags)
921 {
922         /*
923          * Avoid migrating a page that is shared with others.
924          */
925         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
926                 if (!isolate_lru_page(page)) {
927                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
928                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
929                                             page_is_file_cache(page));
930                 }
931         }
932 }
933
934 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
935 {
936         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
937 }
938
939 /*
940  * Migrate pages from one node to a target node.
941  * Returns error or the number of pages not migrated.
942  */
943 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
944                            int flags)
945 {
946         nodemask_t nmask;
947         LIST_HEAD(pagelist);
948         int err = 0;
949         struct vm_area_struct *vma;
950
951         nodes_clear(nmask);
952         node_set(source, nmask);
953
954         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
955                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
956         if (IS_ERR(vma))
957                 return PTR_ERR(vma);
958
959         if (!list_empty(&pagelist)) {
960                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
961                                                         false, MIGRATE_SYNC);
962                 if (err)
963                         putback_lru_pages(&pagelist);
964         }
965
966         return err;
967 }
968
969 /*
970  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
971  * layout as much as possible.
972  *
973  * Returns the number of page that could not be moved.
974  */
975 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
976         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
977 {
978         int busy = 0;
979         int err;
980         nodemask_t tmp;
981
982         err = migrate_prep();
983         if (err)
984                 return err;
985
986         down_read(&mm->mmap_sem);
987
988         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
989         if (err)
990                 goto out;
991
992         /*
993          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
994          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
995          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
996          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
997          *
998          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
999          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1000          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1001          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1002          *
1003          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1004          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1005          * (nothing left to migrate).
1006          *
1007          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1008          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1009          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1010          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1011          * before migrating outgoing memory source that same node.
1012          *
1013          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1014          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1015          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1016          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1017          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1018          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1019          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1020          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1021          */
1022
1023         tmp = *from_nodes;
1024         while (!nodes_empty(tmp)) {
1025                 int s,d;
1026                 int source = -1;
1027                 int dest = 0;
1028
1029                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1030                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1031                         if (s == d)
1032                                 continue;
1033
1034                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1035                         dest = d;
1036
1037                         /* dest not in remaining from nodes? */
1038                         if (!node_isset(dest, tmp))
1039                                 break;
1040                 }
1041                 if (source == -1)
1042                         break;
1043
1044                 node_clear(source, tmp);
1045                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1046                 if (err > 0)
1047                         busy += err;
1048                 if (err < 0)
1049                         break;
1050         }
1051 out:
1052         up_read(&mm->mmap_sem);
1053         if (err < 0)
1054                 return err;
1055         return busy;
1056
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1061  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1062  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1063  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1064  * is in virtual address order.
1065  */
1066 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1067 {
1068         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1069         unsigned long uninitialized_var(address);
1070
1071         while (vma) {
1072                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1073                 if (address != -EFAULT)
1074                         break;
1075                 vma = vma->vm_next;
1076         }
1077
1078         /*
1079          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1080          */
1081         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1082 }
1083 #else
1084
1085 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1086                                 unsigned long flags)
1087 {
1088 }
1089
1090 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1091         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1092 {
1093         return -ENOSYS;
1094 }
1095
1096 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1097 {
1098         return NULL;
1099 }
1100 #endif
1101
1102 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1103                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1104                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1105 {
1106         struct vm_area_struct *vma;
1107         struct mm_struct *mm = current->mm;
1108         struct mempolicy *new;
1109         unsigned long end;
1110         int err;
1111         LIST_HEAD(pagelist);
1112
1113         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1114                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1115                 return -EINVAL;
1116         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1117                 return -EPERM;
1118
1119         if (start & ~PAGE_MASK)
1120                 return -EINVAL;
1121
1122         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1123                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1124
1125         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1126         end = start + len;
1127
1128         if (end < start)
1129                 return -EINVAL;
1130         if (end == start)
1131                 return 0;
1132
1133         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1134         if (IS_ERR(new))
1135                 return PTR_ERR(new);
1136
1137         /*
1138          * If we are using the default policy then operation
1139          * on discontinuous address spaces is okay after all
1140          */
1141         if (!new)
1142                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1143
1144         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1145                  start, start + len, mode, mode_flags,
1146                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1147
1148         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1149
1150                 err = migrate_prep();
1151                 if (err)
1152                         goto mpol_out;
1153         }
1154         {
1155                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1156                 if (scratch) {
1157                         down_write(&mm->mmap_sem);
1158                         task_lock(current);
1159                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1160                         task_unlock(current);
1161                         if (err)
1162                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1163                 } else
1164                         err = -ENOMEM;
1165                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1166         }
1167         if (err)
1168                 goto mpol_out;
1169
1170         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1171                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1172
1173         err = PTR_ERR(vma);
1174         if (!IS_ERR(vma)) {
1175                 int nr_failed = 0;
1176
1177                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1178
1179                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1180                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1181                                                 (unsigned long)vma,
1182                                                 false, true);
1183                         if (nr_failed)
1184                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1185                 }
1186
1187                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1188                         err = -EIO;
1189         } else
1190                 putback_lru_pages(&pagelist);
1191
1192         up_write(&mm->mmap_sem);
1193  mpol_out:
1194         mpol_put(new);
1195         return err;
1196 }
1197
1198 /*
1199  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1200  */
1201
1202 /* Copy a node mask from user space. */
1203 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1204                      unsigned long maxnode)
1205 {
1206         unsigned long k;
1207         unsigned long nlongs;
1208         unsigned long endmask;
1209
1210         --maxnode;
1211         nodes_clear(*nodes);
1212         if (maxnode == 0 || !nmask)
1213                 return 0;
1214         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1215                 return -EINVAL;
1216
1217         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1218         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1219                 endmask = ~0UL;
1220         else
1221                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1222
1223         /* When the user specified more nodes than supported just check
1224            if the non supported part is all zero. */
1225         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1226                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1227                         return -EINVAL;
1228                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1229                         unsigned long t;
1230                         if (get_user(t, nmask + k))
1231                                 return -EFAULT;
1232                         if (k == nlongs - 1) {
1233                                 if (t & endmask)
1234                                         return -EINVAL;
1235                         } else if (t)
1236                                 return -EINVAL;
1237                 }
1238                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1239                 endmask = ~0UL;
1240         }
1241
1242         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1243                 return -EFAULT;
1244         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1245         return 0;
1246 }
1247
1248 /* Copy a kernel node mask to user space */
1249 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1250                               nodemask_t *nodes)
1251 {
1252         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1253         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1254
1255         if (copy > nbytes) {
1256                 if (copy > PAGE_SIZE)
1257                         return -EINVAL;
1258                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1259                         return -EFAULT;
1260                 copy = nbytes;
1261         }
1262         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1263 }
1264
1265 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1266                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1267                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1268 {
1269         nodemask_t nodes;
1270         int err;
1271         unsigned short mode_flags;
1272
1273         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1274         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1275         if (mode >= MPOL_MAX)
1276                 return -EINVAL;
1277         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1278             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1279                 return -EINVAL;
1280         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1281         if (err)
1282                 return err;
1283         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1284 }
1285
1286 /* Set the process memory policy */
1287 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1288                 unsigned long, maxnode)
1289 {
1290         int err;
1291         nodemask_t nodes;
1292         unsigned short flags;
1293
1294         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1295         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1296         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1297                 return -EINVAL;
1298         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1299                 return -EINVAL;
1300         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1301         if (err)
1302                 return err;
1303         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1304 }
1305
1306 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1307                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1308                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1309 {
1310         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1311         struct mm_struct *mm = NULL;
1312         struct task_struct *task;
1313         nodemask_t task_nodes;
1314         int err;
1315         nodemask_t *old;
1316         nodemask_t *new;
1317         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1318
1319         if (!scratch)
1320                 return -ENOMEM;
1321
1322         old = &scratch->mask1;
1323         new = &scratch->mask2;
1324
1325         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1326         if (err)
1327                 goto out;
1328
1329         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1330         if (err)
1331                 goto out;
1332
1333         /* Find the mm_struct */
1334         rcu_read_lock();
1335         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1336         if (!task) {
1337                 rcu_read_unlock();
1338                 err = -ESRCH;
1339                 goto out;
1340         }
1341         get_task_struct(task);
1342
1343         err = -EINVAL;
1344
1345         /*
1346          * Check if this process has the right to modify the specified
1347          * process. The right exists if the process has administrative
1348          * capabilities, superuser privileges or the same
1349          * userid as the target process.
1350          */
1351         tcred = __task_cred(task);
1352         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1353             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1354             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1355                 rcu_read_unlock();
1356                 err = -EPERM;
1357                 goto out_put;
1358         }
1359         rcu_read_unlock();
1360
1361         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1362         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1363         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1364                 err = -EPERM;
1365                 goto out_put;
1366         }
1367
1368         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1369                 err = -EINVAL;
1370                 goto out_put;
1371         }
1372
1373         err = security_task_movememory(task);
1374         if (err)
1375                 goto out_put;
1376
1377         mm = get_task_mm(task);
1378         put_task_struct(task);
1379
1380         if (!mm) {
1381                 err = -EINVAL;
1382                 goto out;
1383         }
1384
1385         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1386                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1387
1388         mmput(mm);
1389 out:
1390         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1391
1392         return err;
1393
1394 out_put:
1395         put_task_struct(task);
1396         goto out;
1397
1398 }
1399
1400
1401 /* Retrieve NUMA policy */
1402 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1403                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1404                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1405 {
1406         int err;
1407         int uninitialized_var(pval);
1408         nodemask_t nodes;
1409
1410         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1411                 return -EINVAL;
1412
1413         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1414
1415         if (err)
1416                 return err;
1417
1418         if (policy && put_user(pval, policy))
1419                 return -EFAULT;
1420
1421         if (nmask)
1422                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1423
1424         return err;
1425 }
1426
1427 #ifdef CONFIG_COMPAT
1428
1429 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1430                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1431                                      compat_ulong_t maxnode,
1432                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1433 {
1434         long err;
1435         unsigned long __user *nm = NULL;
1436         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1437         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1438
1439         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1440         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1441
1442         if (nmask)
1443                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1444
1445         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1446
1447         if (!err && nmask) {
1448                 unsigned long copy_size;
1449                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1450                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1451                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1452                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1453                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1454         }
1455
1456         return err;
1457 }
1458
1459 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1460                                      compat_ulong_t maxnode)
1461 {
1462         long err = 0;
1463         unsigned long __user *nm = NULL;
1464         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1465         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1466
1467         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1468         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1469
1470         if (nmask) {
1471                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1472                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1473                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1474         }
1475
1476         if (err)
1477                 return -EFAULT;
1478
1479         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1480 }
1481
1482 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1483                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1484                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1485 {
1486         long err = 0;
1487         unsigned long __user *nm = NULL;
1488         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1489         nodemask_t bm;
1490
1491         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1492         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1493
1494         if (nmask) {
1495                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1496                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1497                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1498         }
1499
1500         if (err)
1501                 return -EFAULT;
1502
1503         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1504 }
1505
1506 #endif
1507
1508 /*
1509  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1510  * @task - task for fallback if vma policy == default
1511  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1512  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1513  *
1514  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1515  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1516  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1517  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1518  * the caller.
1519  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1520  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1521  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1522  * extra reference for shared policies.
1523  */
1524 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1525                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1526 {
1527         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1528
1529         if (vma) {
1530                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1531                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1532                                                                         addr);
1533                         if (vpol)
1534                                 pol = vpol;
1535                 } else if (vma->vm_policy) {
1536                         pol = vma->vm_policy;
1537
1538                         /*
1539                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1540                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1541                          * count on these policies which will be dropped by
1542                          * mpol_cond_put() later
1543                          */
1544                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1545                                 mpol_get(pol);
1546                 }
1547         }
1548         if (!pol)
1549                 pol = &default_policy;
1550         return pol;
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1555  * page allocation
1556  */
1557 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1558 {
1559         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1560         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1561                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1562                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1563                 return &policy->v.nodes;
1564
1565         return NULL;
1566 }
1567
1568 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1569 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1570         int nd)
1571 {
1572         switch (policy->mode) {
1573         case MPOL_PREFERRED:
1574                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1575                         nd = policy->v.preferred_node;
1576                 break;
1577         case MPOL_BIND:
1578                 /*
1579                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1580                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1581                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1582                  * the first node in the mask instead.
1583                  */
1584                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1585                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1586                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1587                 break;
1588         default:
1589                 BUG();
1590         }
1591         return node_zonelist(nd, gfp);
1592 }
1593
1594 /* Do dynamic interleaving for a process */
1595 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1596 {
1597         unsigned nid, next;
1598         struct task_struct *me = current;
1599
1600         nid = me->il_next;
1601         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1602         if (next >= MAX_NUMNODES)
1603                 next = first_node(policy->v.nodes);
1604         if (next < MAX_NUMNODES)
1605                 me->il_next = next;
1606         return nid;
1607 }
1608
1609 /*
1610  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1611  * next slab entry.
1612  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1613  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1614  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1615  * such protection.
1616  */
1617 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1618 {
1619         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1620                 return numa_node_id();
1621
1622         switch (policy->mode) {
1623         case MPOL_PREFERRED:
1624                 /*
1625                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1626                  */
1627                 return policy->v.preferred_node;
1628
1629         case MPOL_INTERLEAVE:
1630                 return interleave_nodes(policy);
1631
1632         case MPOL_BIND: {
1633                 /*
1634                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1635                  * first node.
1636                  */
1637                 struct zonelist *zonelist;
1638                 struct zone *zone;
1639                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1640                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1641                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1642                                                         &policy->v.nodes,
1643                                                         &zone);
1644                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1645         }
1646
1647         default:
1648                 BUG();
1649         }
1650 }
1651
1652 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1653 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1654                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1655 {
1656         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1657         unsigned target;
1658         int c;
1659         int nid = -1;
1660
1661         if (!nnodes)
1662                 return numa_node_id();
1663         target = (unsigned int)off % nnodes;
1664         c = 0;
1665         do {
1666                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1667                 c++;
1668         } while (c <= target);
1669         return nid;
1670 }
1671
1672 /* Determine a node number for interleave */
1673 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1674                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1675 {
1676         if (vma) {
1677                 unsigned long off;
1678
1679                 /*
1680                  * for small pages, there is no difference between
1681                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1682                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1683                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1684                  * a useful offset.
1685                  */
1686                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1687                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1688                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1689                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1690         } else
1691                 return interleave_nodes(pol);
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1696  * (returns -1 if nodemask is empty)
1697  */
1698 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1699 {
1700         int w, bit = -1;
1701
1702         w = nodes_weight(*maskp);
1703         if (w)
1704                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1705                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1706         return bit;
1707 }
1708
1709 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1710 /*
1711  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1712  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1713  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1714  * @gfp_flags = for requested zone
1715  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1716  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1717  *
1718  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1719  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1720  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1721  * @nodemask for filtering the zonelist.
1722  *
1723  * Must be protected by get_mems_allowed()
1724  */
1725 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1726                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1727                                 nodemask_t **nodemask)
1728 {
1729         struct zonelist *zl;
1730
1731         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1732         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1733
1734         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1735                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1736                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1737         } else {
1738                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1739                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1740                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1741         }
1742         return zl;
1743 }
1744
1745 /*
1746  * init_nodemask_of_mempolicy
1747  *
1748  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1749  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1750  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1751  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1752  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1753  * of non-default mempolicy.
1754  *
1755  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1756  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1757  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1758  *
1759  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1760  */
1761 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1762 {
1763         struct mempolicy *mempolicy;
1764         int nid;
1765
1766         if (!(mask && current->mempolicy))
1767                 return false;
1768
1769         task_lock(current);
1770         mempolicy = current->mempolicy;
1771         switch (mempolicy->mode) {
1772         case MPOL_PREFERRED:
1773                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1774                         nid = numa_node_id();
1775                 else
1776                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1777                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1778                 break;
1779
1780         case MPOL_BIND:
1781                 /* Fall through */
1782         case MPOL_INTERLEAVE:
1783                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1784                 break;
1785
1786         default:
1787                 BUG();
1788         }
1789         task_unlock(current);
1790
1791         return true;
1792 }
1793 #endif
1794
1795 /*
1796  * mempolicy_nodemask_intersects
1797  *
1798  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1799  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1800  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1801  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1802  *
1803  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1804  */
1805 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1806                                         const nodemask_t *mask)
1807 {
1808         struct mempolicy *mempolicy;
1809         bool ret = true;
1810
1811         if (!mask)
1812                 return ret;
1813         task_lock(tsk);
1814         mempolicy = tsk->mempolicy;
1815         if (!mempolicy)
1816                 goto out;
1817
1818         switch (mempolicy->mode) {
1819         case MPOL_PREFERRED:
1820                 /*
1821                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1822                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1823                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1824                  * nodes in mask.
1825                  */
1826                 break;
1827         case MPOL_BIND:
1828         case MPOL_INTERLEAVE:
1829                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1830                 break;
1831         default:
1832                 BUG();
1833         }
1834 out:
1835         task_unlock(tsk);
1836         return ret;
1837 }
1838
1839 /* Allocate a page in interleaved policy.
1840    Own path because it needs to do special accounting. */
1841 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1842                                         unsigned nid)
1843 {
1844         struct zonelist *zl;
1845         struct page *page;
1846
1847         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1848         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1849         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1850                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1851         return page;
1852 }
1853
1854 /**
1855  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1856  *
1857  *      @gfp:
1858  *      %GFP_USER    user allocation.
1859  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1860  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1861  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1862  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1863  *
1864  *      @order:Order of the GFP allocation.
1865  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1866  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1867  *
1868  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1869  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1870  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1871  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1872  *      all allocations for pages that will be mapped into
1873  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1874  *
1875  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1876  */
1877 struct page *
1878 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1879                 unsigned long addr, int node)
1880 {
1881         struct mempolicy *pol;
1882         struct zonelist *zl;
1883         struct page *page;
1884         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1885
1886 retry_cpuset:
1887         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1888         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1889
1890         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1891                 unsigned nid;
1892
1893                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1894                 mpol_cond_put(pol);
1895                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1896                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1897                         goto retry_cpuset;
1898
1899                 return page;
1900         }
1901         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1902         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1903                 /*
1904                  * slow path: ref counted shared policy
1905                  */
1906                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1907                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1908                 __mpol_put(pol);
1909                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1910                         goto retry_cpuset;
1911                 return page;
1912         }
1913         /*
1914          * fast path:  default or task policy
1915          */
1916         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1917                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1918         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1919                 goto retry_cpuset;
1920         return page;
1921 }
1922
1923 /**
1924  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1925  *
1926  *      @gfp:
1927  *              %GFP_USER   user allocation,
1928  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1929  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1930  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1931  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1932  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1933  *
1934  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1935  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1936  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1937  *
1938  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1939  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1940  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1941  */
1942 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1943 {
1944         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1945         struct page *page;
1946         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1947
1948         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1949                 pol = &default_policy;
1950
1951 retry_cpuset:
1952         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1953
1954         /*
1955          * No reference counting needed for current->mempolicy
1956          * nor system default_policy
1957          */
1958         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1959                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1960         else
1961                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1962                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1963                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1964
1965         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1966                 goto retry_cpuset;
1967
1968         return page;
1969 }
1970 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1971
1972 /*
1973  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1974  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1975  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1976  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1977  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1978  *
1979  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1980  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1981  */
1982
1983 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1984 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1985 {
1986         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1987
1988         if (!new)
1989                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1990
1991         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1992         if (old == current->mempolicy) {
1993                 task_lock(current);
1994                 *new = *old;
1995                 task_unlock(current);
1996         } else
1997                 *new = *old;
1998
1999         rcu_read_lock();
2000         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2001                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2002                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2003                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2004                 else
2005                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2006         }
2007         rcu_read_unlock();
2008         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2009         return new;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
2014  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
2015  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
2016  * after return.  Use the returned value.
2017  *
2018  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
2019  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
2020  * shmem_readahead needs this.
2021  */
2022 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
2023                                                 struct mempolicy *frompol)
2024 {
2025         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
2026                 return frompol;
2027
2028         *tompol = *frompol;
2029         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
2030         __mpol_put(frompol);
2031         return tompol;
2032 }
2033
2034 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2035 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2036 {
2037         if (!a || !b)
2038                 return false;
2039         if (a->mode != b->mode)
2040                 return false;
2041         if (a->flags != b->flags)
2042                 return false;
2043         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2044                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2045                         return false;
2046
2047         switch (a->mode) {
2048         case MPOL_BIND:
2049                 /* Fall through */
2050         case MPOL_INTERLEAVE:
2051                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2052         case MPOL_PREFERRED:
2053                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2054         default:
2055                 BUG();
2056                 return false;
2057         }
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Shared memory backing store policy support.
2062  *
2063  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2064  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2065  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2066  * for any accesses to the tree.
2067  */
2068
2069 /* lookup first element intersecting start-end */
2070 /* Caller holds sp->mutex */
2071 static struct sp_node *
2072 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2073 {
2074         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2075
2076         while (n) {
2077                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2078
2079                 if (start >= p->end)
2080                         n = n->rb_right;
2081                 else if (end <= p->start)
2082                         n = n->rb_left;
2083                 else
2084                         break;
2085         }
2086         if (!n)
2087                 return NULL;
2088         for (;;) {
2089                 struct sp_node *w = NULL;
2090                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2091                 if (!prev)
2092                         break;
2093                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2094                 if (w->end <= start)
2095                         break;
2096                 n = prev;
2097         }
2098         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2099 }
2100
2101 /* Insert a new shared policy into the list. */
2102 /* Caller holds sp->lock */
2103 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2104 {
2105         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2106         struct rb_node *parent = NULL;
2107         struct sp_node *nd;
2108
2109         while (*p) {
2110                 parent = *p;
2111                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2112                 if (new->start < nd->start)
2113                         p = &(*p)->rb_left;
2114                 else if (new->end > nd->end)
2115                         p = &(*p)->rb_right;
2116                 else
2117                         BUG();
2118         }
2119         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2120         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2121         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2122                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2123 }
2124
2125 /* Find shared policy intersecting idx */
2126 struct mempolicy *
2127 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2128 {
2129         struct mempolicy *pol = NULL;
2130         struct sp_node *sn;
2131
2132         if (!sp->root.rb_node)
2133                 return NULL;
2134         mutex_lock(&sp->mutex);
2135         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2136         if (sn) {
2137                 mpol_get(sn->policy);
2138                 pol = sn->policy;
2139         }
2140         mutex_unlock(&sp->mutex);
2141         return pol;
2142 }
2143
2144 static void sp_free(struct sp_node *n)
2145 {
2146         mpol_put(n->policy);
2147         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2148 }
2149
2150 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2151 {
2152         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2153         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2154         sp_free(n);
2155 }
2156
2157 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2158                                 struct mempolicy *pol)
2159 {
2160         struct sp_node *n;
2161         struct mempolicy *newpol;
2162
2163         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2164         if (!n)
2165                 return NULL;
2166
2167         newpol = mpol_dup(pol);
2168         if (IS_ERR(newpol)) {
2169                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2170                 return NULL;
2171         }
2172         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2173
2174         n->start = start;
2175         n->end = end;
2176         n->policy = newpol;
2177
2178         return n;
2179 }
2180
2181 /* Replace a policy range. */
2182 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2183                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2184 {
2185         struct sp_node *n;
2186         int ret = 0;
2187
2188         mutex_lock(&sp->mutex);
2189         n = sp_lookup(sp, start, end);
2190         /* Take care of old policies in the same range. */
2191         while (n && n->start < end) {
2192                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2193                 if (n->start >= start) {
2194                         if (n->end <= end)
2195                                 sp_delete(sp, n);
2196                         else
2197                                 n->start = end;
2198                 } else {
2199                         /* Old policy spanning whole new range. */
2200                         if (n->end > end) {
2201                                 struct sp_node *new2;
2202                                 new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2203                                 if (!new2) {
2204                                         ret = -ENOMEM;
2205                                         goto out;
2206                                 }
2207                                 n->end = start;
2208                                 sp_insert(sp, new2);
2209                                 break;
2210                         } else
2211                                 n->end = start;
2212                 }
2213                 if (!next)
2214                         break;
2215                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2216         }
2217         if (new)
2218                 sp_insert(sp, new);
2219 out:
2220         mutex_unlock(&sp->mutex);
2221         return ret;
2222 }
2223
2224 /**
2225  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2226  * @sp: pointer to inode shared policy
2227  * @mpol:  struct mempolicy to install
2228  *
2229  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2230  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2231  * This must be released on exit.
2232  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2233  */
2234 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2235 {
2236         int ret;
2237
2238         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2239         mutex_init(&sp->mutex);
2240
2241         if (mpol) {
2242                 struct vm_area_struct pvma;
2243                 struct mempolicy *new;
2244                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2245
2246                 if (!scratch)
2247                         goto put_mpol;
2248                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2249                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2250                 if (IS_ERR(new))
2251                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2252
2253                 task_lock(current);
2254                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2255                 task_unlock(current);
2256                 if (ret)
2257                         goto put_new;
2258
2259                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2260                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2261                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2262                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2263
2264 put_new:
2265                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2266 free_scratch:
2267                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2268 put_mpol:
2269                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2270         }
2271 }
2272
2273 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2274                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2275 {
2276         int err;
2277         struct sp_node *new = NULL;
2278         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2279
2280         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2281                  vma->vm_pgoff,
2282                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2283                  npol ? npol->flags : -1,
2284                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2285
2286         if (npol) {
2287                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2288                 if (!new)
2289                         return -ENOMEM;
2290         }
2291         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2292         if (err && new)
2293                 sp_free(new);
2294         return err;
2295 }
2296
2297 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2298 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2299 {
2300         struct sp_node *n;
2301         struct rb_node *next;
2302
2303         if (!p->root.rb_node)
2304                 return;
2305         mutex_lock(&p->mutex);
2306         next = rb_first(&p->root);
2307         while (next) {
2308                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2309                 next = rb_next(&n->nd);
2310                 sp_delete(p, n);
2311         }
2312         mutex_unlock(&p->mutex);
2313 }
2314
2315 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2316 void __init numa_policy_init(void)
2317 {
2318         nodemask_t interleave_nodes;
2319         unsigned long largest = 0;
2320         int nid, prefer = 0;
2321
2322         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2323                                          sizeof(struct mempolicy),
2324                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2325
2326         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2327                                      sizeof(struct sp_node),
2328                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2329
2330         /*
2331          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2332          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2333          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2334          */
2335         nodes_clear(interleave_nodes);
2336         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2337                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2338
2339                 /* Preserve the largest node */
2340                 if (largest < total_pages) {
2341                         largest = total_pages;
2342                         prefer = nid;
2343                 }
2344
2345                 /* Interleave this node? */
2346                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2347                         node_set(nid, interleave_nodes);
2348         }
2349
2350         /* All too small, use the largest */
2351         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2352                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2353
2354         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2355                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2356 }
2357
2358 /* Reset policy of current process to default */
2359 void numa_default_policy(void)
2360 {
2361         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2362 }
2363
2364 /*
2365  * Parse and format mempolicy from/to strings
2366  */
2367
2368 /*
2369  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2370  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2371  */
2372 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2373 static const char * const policy_modes[] =
2374 {
2375         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2376         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2377         [MPOL_BIND]       = "bind",
2378         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2379         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2380 };
2381
2382
2383 #ifdef CONFIG_TMPFS
2384 /**
2385  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2386  * @str:  string containing mempolicy to parse
2387  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2388  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2389  *
2390  * Format of input:
2391  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2392  *
2393  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2394  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2395  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2396  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2397  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2398  * it again is redundant, but safe.
2399  *
2400  * On success, returns 0, else 1
2401  */
2402 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2403 {
2404         struct mempolicy *new = NULL;
2405         unsigned short mode;
2406         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2407         nodemask_t nodes;
2408         char *nodelist = strchr(str, ':');
2409         char *flags = strchr(str, '=');
2410         int err = 1;
2411
2412         if (nodelist) {
2413                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2414                 *nodelist++ = '\0';
2415                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2416                         goto out;
2417                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2418                         goto out;
2419         } else
2420                 nodes_clear(nodes);
2421
2422         if (flags)
2423                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2424
2425         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2426                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2427                         break;
2428                 }
2429         }
2430         if (mode > MPOL_LOCAL)
2431                 goto out;
2432
2433         switch (mode) {
2434         case MPOL_PREFERRED:
2435                 /*
2436                  * Insist on a nodelist of one node only
2437                  */
2438                 if (nodelist) {
2439                         char *rest = nodelist;
2440                         while (isdigit(*rest))
2441                                 rest++;
2442                         if (*rest)
2443                                 goto out;
2444                 }
2445                 break;
2446         case MPOL_INTERLEAVE:
2447                 /*
2448                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2449                  */
2450                 if (!nodelist)
2451                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2452                 break;
2453         case MPOL_LOCAL:
2454                 /*
2455                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2456                  */
2457                 if (nodelist)
2458                         goto out;
2459                 mode = MPOL_PREFERRED;
2460                 break;
2461         case MPOL_DEFAULT:
2462                 /*
2463                  * Insist on a empty nodelist
2464                  */
2465                 if (!nodelist)
2466                         err = 0;
2467                 goto out;
2468         case MPOL_BIND:
2469                 /*
2470                  * Insist on a nodelist
2471                  */
2472                 if (!nodelist)
2473                         goto out;
2474         }
2475
2476         mode_flags = 0;
2477         if (flags) {
2478                 /*
2479                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2480                  * mode flags.
2481                  */
2482                 if (!strcmp(flags, "static"))
2483                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2484                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2485                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2486                 else
2487                         goto out;
2488         }
2489
2490         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2491         if (IS_ERR(new))
2492                 goto out;
2493
2494         if (no_context) {
2495                 /* save for contextualization */
2496                 new->w.user_nodemask = nodes;
2497         } else {
2498                 int ret;
2499                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2500                 if (scratch) {
2501                         task_lock(current);
2502                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2503                         task_unlock(current);
2504                 } else
2505                         ret = -ENOMEM;
2506                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2507                 if (ret) {
2508                         mpol_put(new);
2509                         goto out;
2510                 }
2511         }
2512         err = 0;
2513
2514 out:
2515         /* Restore string for error message */
2516         if (nodelist)
2517                 *--nodelist = ':';
2518         if (flags)
2519                 *--flags = '=';
2520         if (!err)
2521                 *mpol = new;
2522         return err;
2523 }
2524 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2525
2526 /**
2527  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2528  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2529  * @maxlen:  length of @buffer
2530  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2531  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2532  *
2533  * Convert a mempolicy into a string.
2534  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2535  * or an error (negative)
2536  */
2537 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2538 {
2539         char *p = buffer;
2540         int l;
2541         nodemask_t nodes;
2542         unsigned short mode;
2543         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2544
2545         /*
2546          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2547          */
2548         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2549
2550         if (!pol || pol == &default_policy)
2551                 mode = MPOL_DEFAULT;
2552         else
2553                 mode = pol->mode;
2554
2555         switch (mode) {
2556         case MPOL_DEFAULT:
2557                 nodes_clear(nodes);
2558                 break;
2559
2560         case MPOL_PREFERRED:
2561                 nodes_clear(nodes);
2562                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2563                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2564                 else
2565                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2566                 break;
2567
2568         case MPOL_BIND:
2569                 /* Fall through */
2570         case MPOL_INTERLEAVE:
2571                 if (no_context)
2572                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2573                 else
2574                         nodes = pol->v.nodes;
2575                 break;
2576
2577         default:
2578                 return -EINVAL;
2579         }
2580
2581         l = strlen(policy_modes[mode]);
2582         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2583                 return -ENOSPC;
2584
2585         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2586         p += l;
2587
2588         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2589                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2590                         return -ENOSPC;
2591                 *p++ = '=';
2592
2593                 /*
2594                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2595                  */
2596                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2597                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2598                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2599                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2600         }
2601
2602         if (!nodes_empty(nodes)) {
2603                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2604                         return -ENOSPC;
2605                 *p++ = ':';
2606                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2607         }
2608         return p - buffer;
2609 }