]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/mempolicy.c
Merge remote-tracking branch 'i2c/i2c/for-next'
[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 NUMA_NO_NODE 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 #include <linux/mmu_notifier.h>
94
95 #include <asm/tlbflush.h>
96 #include <asm/uaccess.h>
97 #include <linux/random.h>
98
99 #include "internal.h"
100
101 /* Internal flags */
102 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
103 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
104
105 static struct kmem_cache *policy_cache;
106 static struct kmem_cache *sn_cache;
107
108 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
109    policied. */
110 enum zone_type policy_zone = 0;
111
112 /*
113  * run-time system-wide default policy => local allocation
114  */
115 static struct mempolicy default_policy = {
116         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
117         .mode = MPOL_PREFERRED,
118         .flags = MPOL_F_LOCAL,
119 };
120
121 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
122
123 static struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
124 {
125         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
126
127         if (!pol) {
128                 int node = numa_node_id();
129
130                 if (node != NUMA_NO_NODE) {
131                         pol = &preferred_node_policy[node];
132                         /*
133                          * preferred_node_policy is not initialised early in
134                          * boot
135                          */
136                         if (!pol->mode)
137                                 pol = NULL;
138                 }
139         }
140
141         return pol;
142 }
143
144 static const struct mempolicy_operations {
145         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
146         /*
147          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
148          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
149          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
150          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
151          * page.
152          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
153          * rebind directly.
154          *
155          * step:
156          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
157          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
158          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
159          */
160         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
161                         enum mpol_rebind_step step);
162 } mpol_ops[MPOL_MAX];
163
164 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
165 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
166 {
167         return nodes_intersects(*nodemask, node_states[N_MEMORY]);
168 }
169
170 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
171 {
172         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
173 }
174
175 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
176                                    const nodemask_t *rel)
177 {
178         nodemask_t tmp;
179         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
180         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
181 }
182
183 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
184 {
185         if (nodes_empty(*nodes))
186                 return -EINVAL;
187         pol->v.nodes = *nodes;
188         return 0;
189 }
190
191 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
192 {
193         if (!nodes)
194                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
195         else if (nodes_empty(*nodes))
196                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
197         else
198                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
199         return 0;
200 }
201
202 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
203 {
204         if (!is_valid_nodemask(nodes))
205                 return -EINVAL;
206         pol->v.nodes = *nodes;
207         return 0;
208 }
209
210 /*
211  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
212  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
213  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
214  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
215  *
216  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
217  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
218  */
219 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
220                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
221 {
222         int ret;
223
224         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
225         if (pol == NULL)
226                 return 0;
227         /* Check N_MEMORY */
228         nodes_and(nsc->mask1,
229                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
230
231         VM_BUG_ON(!nodes);
232         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
233                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
234         else {
235                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
236                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
237                 else
238                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
239
240                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
241                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
242                 else
243                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
244                                                 cpuset_current_mems_allowed;
245         }
246
247         if (nodes)
248                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
249         else
250                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
251         return ret;
252 }
253
254 /*
255  * This function just creates a new policy, does some check and simple
256  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
257  */
258 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
259                                   nodemask_t *nodes)
260 {
261         struct mempolicy *policy;
262
263         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
264                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
265
266         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
267                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
268                         return ERR_PTR(-EINVAL);
269                 return NULL;
270         }
271         VM_BUG_ON(!nodes);
272
273         /*
274          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
275          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
276          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
277          */
278         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
279                 if (nodes_empty(*nodes)) {
280                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
281                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
282                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
283                 }
284         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
285                 if (!nodes_empty(*nodes))
286                         return ERR_PTR(-EINVAL);
287                 mode = MPOL_PREFERRED;
288         } else if (nodes_empty(*nodes))
289                 return ERR_PTR(-EINVAL);
290         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
291         if (!policy)
292                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
293         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
294         policy->mode = mode;
295         policy->flags = flags;
296
297         return policy;
298 }
299
300 /* Slow path of a mpol destructor. */
301 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
302 {
303         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
304                 return;
305         kmem_cache_free(policy_cache, p);
306 }
307
308 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
309                                 enum mpol_rebind_step step)
310 {
311 }
312
313 /*
314  * step:
315  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
316  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
317  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
318  */
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
320                                  enum mpol_rebind_step step)
321 {
322         nodemask_t tmp;
323
324         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
325                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
326         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
327                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
328         else {
329                 /*
330                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
331                  * result
332                  */
333                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
334                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
335                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
336                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
337                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
338                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
339                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
340                 } else
341                         BUG();
342         }
343
344         if (nodes_empty(tmp))
345                 tmp = *nodes;
346
347         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
348                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
349         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
350                 pol->v.nodes = tmp;
351         else
352                 BUG();
353
354         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
355                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
356                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
357                         current->il_next = first_node(tmp);
358                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
359                         current->il_next = numa_node_id();
360         }
361 }
362
363 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
364                                   const nodemask_t *nodes,
365                                   enum mpol_rebind_step step)
366 {
367         nodemask_t tmp;
368
369         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
370                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
371
372                 if (node_isset(node, *nodes)) {
373                         pol->v.preferred_node = node;
374                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
375                 } else
376                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
377         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
378                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
379                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
380         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
381                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
382                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
383                                                    *nodes);
384                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
385         }
386 }
387
388 /*
389  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
390  *
391  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
392  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
393  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
394  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
395  * page.
396  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
397  * rebind directly.
398  *
399  * step:
400  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
401  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
402  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
403  */
404 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
405                                 enum mpol_rebind_step step)
406 {
407         if (!pol)
408                 return;
409         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == MPOL_REBIND_ONCE &&
410             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
411                 return;
412
413         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
414                 return;
415
416         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
417                 BUG();
418
419         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
420                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
421         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
422                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
423         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
424                 BUG();
425
426         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
427 }
428
429 /*
430  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
431  * pointer, and updates task mempolicy.
432  *
433  * Called with task's alloc_lock held.
434  */
435
436 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
437                         enum mpol_rebind_step step)
438 {
439         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
440 }
441
442 /*
443  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
444  *
445  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
446  */
447
448 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
449 {
450         struct vm_area_struct *vma;
451
452         down_write(&mm->mmap_sem);
453         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
454                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
455         up_write(&mm->mmap_sem);
456 }
457
458 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
459         [MPOL_DEFAULT] = {
460                 .rebind = mpol_rebind_default,
461         },
462         [MPOL_INTERLEAVE] = {
463                 .create = mpol_new_interleave,
464                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
465         },
466         [MPOL_PREFERRED] = {
467                 .create = mpol_new_preferred,
468                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
469         },
470         [MPOL_BIND] = {
471                 .create = mpol_new_bind,
472                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
473         },
474 };
475
476 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
477                                 unsigned long flags);
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  */
483 static int queue_pages_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
484                 unsigned long addr, unsigned long end,
485                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
486                 void *private)
487 {
488         pte_t *orig_pte;
489         pte_t *pte;
490         spinlock_t *ptl;
491
492         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
493         do {
494                 struct page *page;
495                 int nid;
496
497                 if (!pte_present(*pte))
498                         continue;
499                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
500                 if (!page)
501                         continue;
502                 /*
503                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
504                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
505                  */
506                 if (PageReserved(page))
507                         continue;
508                 nid = page_to_nid(page);
509                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
510                         continue;
511
512                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
513                         migrate_page_add(page, private, flags);
514                 else
515                         break;
516         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
517         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
518         return addr != end;
519 }
520
521 static void queue_pages_hugetlb_pmd_range(struct vm_area_struct *vma,
522                 pmd_t *pmd, const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
523                                     void *private)
524 {
525 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
526         int nid;
527         struct page *page;
528
529         spin_lock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
530         page = pte_page(huge_ptep_get((pte_t *)pmd));
531         nid = page_to_nid(page);
532         if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
533                 goto unlock;
534         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
535         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
536             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
537                 isolate_huge_page(page, private);
538 unlock:
539         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
540 #else
541         BUG();
542 #endif
543 }
544
545 static inline int queue_pages_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
546                 unsigned long addr, unsigned long end,
547                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
548                 void *private)
549 {
550         pmd_t *pmd;
551         unsigned long next;
552
553         pmd = pmd_offset(pud, addr);
554         do {
555                 next = pmd_addr_end(addr, end);
556                 if (!pmd_present(*pmd))
557                         continue;
558                 if (pmd_huge(*pmd) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
559                         queue_pages_hugetlb_pmd_range(vma, pmd, nodes,
560                                                 flags, private);
561                         continue;
562                 }
563                 split_huge_page_pmd(vma, addr, pmd);
564                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
565                         continue;
566                 if (queue_pages_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
567                                     flags, private))
568                         return -EIO;
569         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
570         return 0;
571 }
572
573 static inline int queue_pages_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
574                 unsigned long addr, unsigned long end,
575                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
576                 void *private)
577 {
578         pud_t *pud;
579         unsigned long next;
580
581         pud = pud_offset(pgd, addr);
582         do {
583                 next = pud_addr_end(addr, end);
584                 if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma))
585                         continue;
586                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
587                         continue;
588                 if (queue_pages_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
589                                     flags, private))
590                         return -EIO;
591         } while (pud++, addr = next, addr != end);
592         return 0;
593 }
594
595 static inline int queue_pages_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
596                 unsigned long addr, unsigned long end,
597                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
598                 void *private)
599 {
600         pgd_t *pgd;
601         unsigned long next;
602
603         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
604         do {
605                 next = pgd_addr_end(addr, end);
606                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
607                         continue;
608                 if (queue_pages_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
609                                     flags, private))
610                         return -EIO;
611         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
612         return 0;
613 }
614
615 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_NUMA_PROT_NONE
616 /*
617  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
618  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
619  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
620  *
621  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
622  * an architecture makes a different choice, it will need further
623  * changes to the core.
624  */
625 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
626                         unsigned long addr, unsigned long end)
627 {
628         int nr_updated;
629         BUILD_BUG_ON(_PAGE_NUMA != _PAGE_PROTNONE);
630
631         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, vma->vm_page_prot, 0, 1);
632         if (nr_updated)
633                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
634
635         return nr_updated;
636 }
637 #else
638 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
639                         unsigned long addr, unsigned long end)
640 {
641         return 0;
642 }
643 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_NUMA_PROT_NONE */
644
645 /*
646  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
647  *
648  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
649  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
650  * passed via @private.)
651  */
652 static struct vm_area_struct *
653 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
654                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
655 {
656         int err;
657         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
658
659
660         first = find_vma(mm, start);
661         if (!first)
662                 return ERR_PTR(-EFAULT);
663         prev = NULL;
664         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
665                 unsigned long endvma = vma->vm_end;
666
667                 if (endvma > end)
668                         endvma = end;
669                 if (vma->vm_start > start)
670                         start = vma->vm_start;
671
672                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
673                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
674                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
675                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
676                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
677                 }
678
679                 if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
680                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
681                         goto next;
682                 }
683
684                 if ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
685                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
686                       vma_migratable(vma))) {
687
688                         err = queue_pages_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
689                                                 flags, private);
690                         if (err) {
691                                 first = ERR_PTR(err);
692                                 break;
693                         }
694                 }
695 next:
696                 prev = vma;
697         }
698         return first;
699 }
700
701 /*
702  * Apply policy to a single VMA
703  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
704  */
705 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
706                                                 struct mempolicy *pol)
707 {
708         int err;
709         struct mempolicy *old;
710         struct mempolicy *new;
711
712         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
713                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
714                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
715                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
716
717         new = mpol_dup(pol);
718         if (IS_ERR(new))
719                 return PTR_ERR(new);
720
721         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
722                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
723                 if (err)
724                         goto err_out;
725         }
726
727         old = vma->vm_policy;
728         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
729         mpol_put(old);
730
731         return 0;
732  err_out:
733         mpol_put(new);
734         return err;
735 }
736
737 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
738 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
739                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
740 {
741         struct vm_area_struct *next;
742         struct vm_area_struct *prev;
743         struct vm_area_struct *vma;
744         int err = 0;
745         pgoff_t pgoff;
746         unsigned long vmstart;
747         unsigned long vmend;
748
749         vma = find_vma(mm, start);
750         if (!vma || vma->vm_start > start)
751                 return -EFAULT;
752
753         prev = vma->vm_prev;
754         if (start > vma->vm_start)
755                 prev = vma;
756
757         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
758                 next = vma->vm_next;
759                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
760                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
761
762                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
763                         continue;
764
765                 pgoff = vma->vm_pgoff +
766                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
767                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
768                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
769                                   new_pol);
770                 if (prev) {
771                         vma = prev;
772                         next = vma->vm_next;
773                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
774                                 continue;
775                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
776                         goto replace;
777                 }
778                 if (vma->vm_start != vmstart) {
779                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
780                         if (err)
781                                 goto out;
782                 }
783                 if (vma->vm_end != vmend) {
784                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
785                         if (err)
786                                 goto out;
787                 }
788  replace:
789                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
790                 if (err)
791                         goto out;
792         }
793
794  out:
795         return err;
796 }
797
798 /*
799  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
800  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
801  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
802  *
803  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
804  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
805  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
806  *
807  * The above limitation is why this routine has the funny name
808  * mpol_fix_fork_child_flag().
809  *
810  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
811  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
812  * for use within this file.
813  */
814
815 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
816 {
817         if (p->mempolicy)
818                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
819         else
820                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
821 }
822
823 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
824 {
825         mpol_fix_fork_child_flag(current);
826 }
827
828 /* Set the process memory policy */
829 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
830                              nodemask_t *nodes)
831 {
832         struct mempolicy *new, *old;
833         struct mm_struct *mm = current->mm;
834         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
835         int ret;
836
837         if (!scratch)
838                 return -ENOMEM;
839
840         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
841         if (IS_ERR(new)) {
842                 ret = PTR_ERR(new);
843                 goto out;
844         }
845         /*
846          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
847          * is using it.
848          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
849          * with no 'mm'.
850          */
851         if (mm)
852                 down_write(&mm->mmap_sem);
853         task_lock(current);
854         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
855         if (ret) {
856                 task_unlock(current);
857                 if (mm)
858                         up_write(&mm->mmap_sem);
859                 mpol_put(new);
860                 goto out;
861         }
862         old = current->mempolicy;
863         current->mempolicy = new;
864         mpol_set_task_struct_flag();
865         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
866             nodes_weight(new->v.nodes))
867                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
868         task_unlock(current);
869         if (mm)
870                 up_write(&mm->mmap_sem);
871
872         mpol_put(old);
873         ret = 0;
874 out:
875         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
876         return ret;
877 }
878
879 /*
880  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
881  *
882  * Called with task's alloc_lock held
883  */
884 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
885 {
886         nodes_clear(*nodes);
887         if (p == &default_policy)
888                 return;
889
890         switch (p->mode) {
891         case MPOL_BIND:
892                 /* Fall through */
893         case MPOL_INTERLEAVE:
894                 *nodes = p->v.nodes;
895                 break;
896         case MPOL_PREFERRED:
897                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
898                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
899                 /* else return empty node mask for local allocation */
900                 break;
901         default:
902                 BUG();
903         }
904 }
905
906 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
907 {
908         struct page *p;
909         int err;
910
911         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
912         if (err >= 0) {
913                 err = page_to_nid(p);
914                 put_page(p);
915         }
916         return err;
917 }
918
919 /* Retrieve NUMA policy */
920 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
921                              unsigned long addr, unsigned long flags)
922 {
923         int err;
924         struct mm_struct *mm = current->mm;
925         struct vm_area_struct *vma = NULL;
926         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
927
928         if (flags &
929                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
930                 return -EINVAL;
931
932         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
933                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
934                         return -EINVAL;
935                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
936                 task_lock(current);
937                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
938                 task_unlock(current);
939                 return 0;
940         }
941
942         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
943                 /*
944                  * Do NOT fall back to task policy if the
945                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
946                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
947                  */
948                 down_read(&mm->mmap_sem);
949                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
950                 if (!vma) {
951                         up_read(&mm->mmap_sem);
952                         return -EFAULT;
953                 }
954                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
955                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
956                 else
957                         pol = vma->vm_policy;
958         } else if (addr)
959                 return -EINVAL;
960
961         if (!pol)
962                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
963
964         if (flags & MPOL_F_NODE) {
965                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
966                         err = lookup_node(mm, addr);
967                         if (err < 0)
968                                 goto out;
969                         *policy = err;
970                 } else if (pol == current->mempolicy &&
971                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
972                         *policy = current->il_next;
973                 } else {
974                         err = -EINVAL;
975                         goto out;
976                 }
977         } else {
978                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
979                                                 pol->mode;
980                 /*
981                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
982                  * the policy to userspace.
983                  */
984                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
985         }
986
987         if (vma) {
988                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
989                 vma = NULL;
990         }
991
992         err = 0;
993         if (nmask) {
994                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
995                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
996                 } else {
997                         task_lock(current);
998                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
999                         task_unlock(current);
1000                 }
1001         }
1002
1003  out:
1004         mpol_cond_put(pol);
1005         if (vma)
1006                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
1007         return err;
1008 }
1009
1010 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1011 /*
1012  * page migration
1013  */
1014 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1015                                 unsigned long flags)
1016 {
1017         /*
1018          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1019          */
1020         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
1021                 if (!isolate_lru_page(page)) {
1022                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
1023                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1024                                             page_is_file_cache(page));
1025                 }
1026         }
1027 }
1028
1029 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
1030 {
1031         if (PageHuge(page))
1032                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1033                                         node);
1034         else
1035                 return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Migrate pages from one node to a target node.
1040  * Returns error or the number of pages not migrated.
1041  */
1042 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1043                            int flags)
1044 {
1045         nodemask_t nmask;
1046         LIST_HEAD(pagelist);
1047         int err = 0;
1048
1049         nodes_clear(nmask);
1050         node_set(source, nmask);
1051
1052         /*
1053          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1054          * need migration.  Between passing in the full user address
1055          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1056          */
1057         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1058         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1059                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1060
1061         if (!list_empty(&pagelist)) {
1062                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
1063                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1064                 if (err)
1065                         putback_movable_pages(&pagelist);
1066         }
1067
1068         return err;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1073  * layout as much as possible.
1074  *
1075  * Returns the number of page that could not be moved.
1076  */
1077 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1078                      const nodemask_t *to, int flags)
1079 {
1080         int busy = 0;
1081         int err;
1082         nodemask_t tmp;
1083
1084         err = migrate_prep();
1085         if (err)
1086                 return err;
1087
1088         down_read(&mm->mmap_sem);
1089
1090         err = migrate_vmas(mm, from, to, flags);
1091         if (err)
1092                 goto out;
1093
1094         /*
1095          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1096          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1097          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1098          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1099          *
1100          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1101          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1102          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1103          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1104          *
1105          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1106          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1107          * (nothing left to migrate).
1108          *
1109          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1110          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1111          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1112          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1113          * before migrating outgoing memory source that same node.
1114          *
1115          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1116          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1117          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1118          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1119          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1120          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1121          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1122          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1123          */
1124
1125         tmp = *from;
1126         while (!nodes_empty(tmp)) {
1127                 int s,d;
1128                 int source = -1;
1129                 int dest = 0;
1130
1131                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1132
1133                         /*
1134                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1135                          * node relationship of the pages established between
1136                          * threads and memory areas.
1137                          *
1138                          * However if the number of source nodes is not equal to
1139                          * the number of destination nodes we can not preserve
1140                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1141                          * copying memory from a node that is in the destination
1142                          * mask.
1143                          *
1144                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1145                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1146                          */
1147
1148                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1149                                                 (node_isset(s, *to)))
1150                                 continue;
1151
1152                         d = node_remap(s, *from, *to);
1153                         if (s == d)
1154                                 continue;
1155
1156                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1157                         dest = d;
1158
1159                         /* dest not in remaining from nodes? */
1160                         if (!node_isset(dest, tmp))
1161                                 break;
1162                 }
1163                 if (source == -1)
1164                         break;
1165
1166                 node_clear(source, tmp);
1167                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1168                 if (err > 0)
1169                         busy += err;
1170                 if (err < 0)
1171                         break;
1172         }
1173 out:
1174         up_read(&mm->mmap_sem);
1175         if (err < 0)
1176                 return err;
1177         return busy;
1178
1179 }
1180
1181 /*
1182  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1183  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1184  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1185  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1186  * is in virtual address order.
1187  */
1188 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1189 {
1190         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1191         unsigned long uninitialized_var(address);
1192
1193         while (vma) {
1194                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1195                 if (address != -EFAULT)
1196                         break;
1197                 vma = vma->vm_next;
1198         }
1199         /*
1200          * queue_pages_range() confirms that @page belongs to some vma,
1201          * so vma shouldn't be NULL.
1202          */
1203         BUG_ON(!vma);
1204
1205         if (PageHuge(page))
1206                 return alloc_huge_page_noerr(vma, address, 1);
1207         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1208 }
1209 #else
1210
1211 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1212                                 unsigned long flags)
1213 {
1214 }
1215
1216 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1217                      const nodemask_t *to, int flags)
1218 {
1219         return -ENOSYS;
1220 }
1221
1222 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1223 {
1224         return NULL;
1225 }
1226 #endif
1227
1228 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1229                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1230                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1231 {
1232         struct vm_area_struct *vma;
1233         struct mm_struct *mm = current->mm;
1234         struct mempolicy *new;
1235         unsigned long end;
1236         int err;
1237         LIST_HEAD(pagelist);
1238
1239         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1240                 return -EINVAL;
1241         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1242                 return -EPERM;
1243
1244         if (start & ~PAGE_MASK)
1245                 return -EINVAL;
1246
1247         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1248                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1249
1250         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1251         end = start + len;
1252
1253         if (end < start)
1254                 return -EINVAL;
1255         if (end == start)
1256                 return 0;
1257
1258         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1259         if (IS_ERR(new))
1260                 return PTR_ERR(new);
1261
1262         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1263                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1264
1265         /*
1266          * If we are using the default policy then operation
1267          * on discontinuous address spaces is okay after all
1268          */
1269         if (!new)
1270                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1271
1272         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1273                  start, start + len, mode, mode_flags,
1274                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1275
1276         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1277
1278                 err = migrate_prep();
1279                 if (err)
1280                         goto mpol_out;
1281         }
1282         {
1283                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1284                 if (scratch) {
1285                         down_write(&mm->mmap_sem);
1286                         task_lock(current);
1287                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1288                         task_unlock(current);
1289                         if (err)
1290                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1291                 } else
1292                         err = -ENOMEM;
1293                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1294         }
1295         if (err)
1296                 goto mpol_out;
1297
1298         vma = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1299                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1300
1301         err = PTR_ERR(vma);     /* maybe ... */
1302         if (!IS_ERR(vma))
1303                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1304
1305         if (!err) {
1306                 int nr_failed = 0;
1307
1308                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1309                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1310                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1311                                         (unsigned long)vma,
1312                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1313                         if (nr_failed)
1314                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1315                 }
1316
1317                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1318                         err = -EIO;
1319         } else
1320                 putback_lru_pages(&pagelist);
1321
1322         up_write(&mm->mmap_sem);
1323  mpol_out:
1324         mpol_put(new);
1325         return err;
1326 }
1327
1328 /*
1329  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1330  */
1331
1332 /* Copy a node mask from user space. */
1333 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1334                      unsigned long maxnode)
1335 {
1336         unsigned long k;
1337         unsigned long nlongs;
1338         unsigned long endmask;
1339
1340         --maxnode;
1341         nodes_clear(*nodes);
1342         if (maxnode == 0 || !nmask)
1343                 return 0;
1344         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1345                 return -EINVAL;
1346
1347         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1348         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1349                 endmask = ~0UL;
1350         else
1351                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1352
1353         /* When the user specified more nodes than supported just check
1354            if the non supported part is all zero. */
1355         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1356                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1357                         return -EINVAL;
1358                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1359                         unsigned long t;
1360                         if (get_user(t, nmask + k))
1361                                 return -EFAULT;
1362                         if (k == nlongs - 1) {
1363                                 if (t & endmask)
1364                                         return -EINVAL;
1365                         } else if (t)
1366                                 return -EINVAL;
1367                 }
1368                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1369                 endmask = ~0UL;
1370         }
1371
1372         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1373                 return -EFAULT;
1374         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1375         return 0;
1376 }
1377
1378 /* Copy a kernel node mask to user space */
1379 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1380                               nodemask_t *nodes)
1381 {
1382         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1383         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1384
1385         if (copy > nbytes) {
1386                 if (copy > PAGE_SIZE)
1387                         return -EINVAL;
1388                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1389                         return -EFAULT;
1390                 copy = nbytes;
1391         }
1392         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1393 }
1394
1395 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1396                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1397                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1398 {
1399         nodemask_t nodes;
1400         int err;
1401         unsigned short mode_flags;
1402
1403         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1404         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1405         if (mode >= MPOL_MAX)
1406                 return -EINVAL;
1407         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1408             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1409                 return -EINVAL;
1410         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1411         if (err)
1412                 return err;
1413         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1414 }
1415
1416 /* Set the process memory policy */
1417 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1418                 unsigned long, maxnode)
1419 {
1420         int err;
1421         nodemask_t nodes;
1422         unsigned short flags;
1423
1424         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1425         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1426         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1427                 return -EINVAL;
1428         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1429                 return -EINVAL;
1430         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1431         if (err)
1432                 return err;
1433         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1434 }
1435
1436 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1437                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1438                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1439 {
1440         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1441         struct mm_struct *mm = NULL;
1442         struct task_struct *task;
1443         nodemask_t task_nodes;
1444         int err;
1445         nodemask_t *old;
1446         nodemask_t *new;
1447         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1448
1449         if (!scratch)
1450                 return -ENOMEM;
1451
1452         old = &scratch->mask1;
1453         new = &scratch->mask2;
1454
1455         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1456         if (err)
1457                 goto out;
1458
1459         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1460         if (err)
1461                 goto out;
1462
1463         /* Find the mm_struct */
1464         rcu_read_lock();
1465         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1466         if (!task) {
1467                 rcu_read_unlock();
1468                 err = -ESRCH;
1469                 goto out;
1470         }
1471         get_task_struct(task);
1472
1473         err = -EINVAL;
1474
1475         /*
1476          * Check if this process has the right to modify the specified
1477          * process. The right exists if the process has administrative
1478          * capabilities, superuser privileges or the same
1479          * userid as the target process.
1480          */
1481         tcred = __task_cred(task);
1482         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1483             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1484             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1485                 rcu_read_unlock();
1486                 err = -EPERM;
1487                 goto out_put;
1488         }
1489         rcu_read_unlock();
1490
1491         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1492         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1493         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1494                 err = -EPERM;
1495                 goto out_put;
1496         }
1497
1498         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_MEMORY])) {
1499                 err = -EINVAL;
1500                 goto out_put;
1501         }
1502
1503         err = security_task_movememory(task);
1504         if (err)
1505                 goto out_put;
1506
1507         mm = get_task_mm(task);
1508         put_task_struct(task);
1509
1510         if (!mm) {
1511                 err = -EINVAL;
1512                 goto out;
1513         }
1514
1515         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1516                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1517
1518         mmput(mm);
1519 out:
1520         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1521
1522         return err;
1523
1524 out_put:
1525         put_task_struct(task);
1526         goto out;
1527
1528 }
1529
1530
1531 /* Retrieve NUMA policy */
1532 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1533                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1534                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1535 {
1536         int err;
1537         int uninitialized_var(pval);
1538         nodemask_t nodes;
1539
1540         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1541                 return -EINVAL;
1542
1543         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1544
1545         if (err)
1546                 return err;
1547
1548         if (policy && put_user(pval, policy))
1549                 return -EFAULT;
1550
1551         if (nmask)
1552                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1553
1554         return err;
1555 }
1556
1557 #ifdef CONFIG_COMPAT
1558
1559 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1560                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1561                                      compat_ulong_t maxnode,
1562                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1563 {
1564         long err;
1565         unsigned long __user *nm = NULL;
1566         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1567         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1568
1569         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1570         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1571
1572         if (nmask)
1573                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1574
1575         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1576
1577         if (!err && nmask) {
1578                 unsigned long copy_size;
1579                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1580                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1581                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1582                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1583                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1584         }
1585
1586         return err;
1587 }
1588
1589 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1590                                      compat_ulong_t maxnode)
1591 {
1592         long err = 0;
1593         unsigned long __user *nm = NULL;
1594         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1595         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1596
1597         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1598         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1599
1600         if (nmask) {
1601                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1602                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1603                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1604         }
1605
1606         if (err)
1607                 return -EFAULT;
1608
1609         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1610 }
1611
1612 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1613                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1614                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1615 {
1616         long err = 0;
1617         unsigned long __user *nm = NULL;
1618         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1619         nodemask_t bm;
1620
1621         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1622         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1623
1624         if (nmask) {
1625                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1626                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1627                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1628         }
1629
1630         if (err)
1631                 return -EFAULT;
1632
1633         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1634 }
1635
1636 #endif
1637
1638 /*
1639  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1640  * @task - task for fallback if vma policy == default
1641  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1642  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1643  *
1644  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1645  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1646  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies must be
1647  * protected by task_lock(task) by the caller.
1648  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1649  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1650  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1651  * extra reference for shared policies.
1652  */
1653 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1654                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1655 {
1656         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1657
1658         if (vma) {
1659                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1660                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1661                                                                         addr);
1662                         if (vpol)
1663                                 pol = vpol;
1664                 } else if (vma->vm_policy) {
1665                         pol = vma->vm_policy;
1666
1667                         /*
1668                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1669                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1670                          * count on these policies which will be dropped by
1671                          * mpol_cond_put() later
1672                          */
1673                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1674                                 mpol_get(pol);
1675                 }
1676         }
1677         if (!pol)
1678                 pol = &default_policy;
1679         return pol;
1680 }
1681
1682 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1683 {
1684         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1685
1686         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1687
1688         /*
1689          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1690          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1691          *
1692          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1693          * so if the following test faile, it implies
1694          * policy->v.nodes has movable memory only.
1695          */
1696         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1697                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1698
1699         return zone >= dynamic_policy_zone;
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1704  * page allocation
1705  */
1706 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1707 {
1708         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1709         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1710                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1711                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1712                 return &policy->v.nodes;
1713
1714         return NULL;
1715 }
1716
1717 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1718 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1719         int nd)
1720 {
1721         switch (policy->mode) {
1722         case MPOL_PREFERRED:
1723                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1724                         nd = policy->v.preferred_node;
1725                 break;
1726         case MPOL_BIND:
1727                 /*
1728                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1729                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1730                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1731                  * the first node in the mask instead.
1732                  */
1733                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1734                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1735                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1736                 break;
1737         default:
1738                 BUG();
1739         }
1740         return node_zonelist(nd, gfp);
1741 }
1742
1743 /* Do dynamic interleaving for a process */
1744 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1745 {
1746         unsigned nid, next;
1747         struct task_struct *me = current;
1748
1749         nid = me->il_next;
1750         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1751         if (next >= MAX_NUMNODES)
1752                 next = first_node(policy->v.nodes);
1753         if (next < MAX_NUMNODES)
1754                 me->il_next = next;
1755         return nid;
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1760  * next slab entry.
1761  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1762  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1763  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1764  * such protection.
1765  */
1766 unsigned slab_node(void)
1767 {
1768         struct mempolicy *policy;
1769
1770         if (in_interrupt())
1771                 return numa_node_id();
1772
1773         policy = current->mempolicy;
1774         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1775                 return numa_node_id();
1776
1777         switch (policy->mode) {
1778         case MPOL_PREFERRED:
1779                 /*
1780                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1781                  */
1782                 return policy->v.preferred_node;
1783
1784         case MPOL_INTERLEAVE:
1785                 return interleave_nodes(policy);
1786
1787         case MPOL_BIND: {
1788                 /*
1789                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1790                  * first node.
1791                  */
1792                 struct zonelist *zonelist;
1793                 struct zone *zone;
1794                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1795                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1796                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1797                                                         &policy->v.nodes,
1798                                                         &zone);
1799                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1800         }
1801
1802         default:
1803                 BUG();
1804         }
1805 }
1806
1807 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1808 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1809                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1810 {
1811         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1812         unsigned target;
1813         int c;
1814         int nid = -1;
1815
1816         if (!nnodes)
1817                 return numa_node_id();
1818         target = (unsigned int)off % nnodes;
1819         c = 0;
1820         do {
1821                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1822                 c++;
1823         } while (c <= target);
1824         return nid;
1825 }
1826
1827 /* Determine a node number for interleave */
1828 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1829                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1830 {
1831         if (vma) {
1832                 unsigned long off;
1833
1834                 /*
1835                  * for small pages, there is no difference between
1836                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1837                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1838                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1839                  * a useful offset.
1840                  */
1841                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1842                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1843                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1844                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1845         } else
1846                 return interleave_nodes(pol);
1847 }
1848
1849 /*
1850  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1851  * (returns -1 if nodemask is empty)
1852  */
1853 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1854 {
1855         int w, bit = -1;
1856
1857         w = nodes_weight(*maskp);
1858         if (w)
1859                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1860                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1861         return bit;
1862 }
1863
1864 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1865 /*
1866  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1867  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1868  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1869  * @gfp_flags = for requested zone
1870  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1871  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1872  *
1873  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1874  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1875  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1876  * @nodemask for filtering the zonelist.
1877  *
1878  * Must be protected by get_mems_allowed()
1879  */
1880 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1881                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1882                                 nodemask_t **nodemask)
1883 {
1884         struct zonelist *zl;
1885
1886         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1887         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1888
1889         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1890                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1891                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1892         } else {
1893                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1894                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1895                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1896         }
1897         return zl;
1898 }
1899
1900 /*
1901  * init_nodemask_of_mempolicy
1902  *
1903  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1904  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1905  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1906  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1907  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1908  * of non-default mempolicy.
1909  *
1910  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1911  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1912  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1913  *
1914  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1915  */
1916 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1917 {
1918         struct mempolicy *mempolicy;
1919         int nid;
1920
1921         if (!(mask && current->mempolicy))
1922                 return false;
1923
1924         task_lock(current);
1925         mempolicy = current->mempolicy;
1926         switch (mempolicy->mode) {
1927         case MPOL_PREFERRED:
1928                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1929                         nid = numa_node_id();
1930                 else
1931                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1932                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1933                 break;
1934
1935         case MPOL_BIND:
1936                 /* Fall through */
1937         case MPOL_INTERLEAVE:
1938                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1939                 break;
1940
1941         default:
1942                 BUG();
1943         }
1944         task_unlock(current);
1945
1946         return true;
1947 }
1948 #endif
1949
1950 /*
1951  * mempolicy_nodemask_intersects
1952  *
1953  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1954  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1955  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1956  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1957  *
1958  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1959  */
1960 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1961                                         const nodemask_t *mask)
1962 {
1963         struct mempolicy *mempolicy;
1964         bool ret = true;
1965
1966         if (!mask)
1967                 return ret;
1968         task_lock(tsk);
1969         mempolicy = tsk->mempolicy;
1970         if (!mempolicy)
1971                 goto out;
1972
1973         switch (mempolicy->mode) {
1974         case MPOL_PREFERRED:
1975                 /*
1976                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1977                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1978                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1979                  * nodes in mask.
1980                  */
1981                 break;
1982         case MPOL_BIND:
1983         case MPOL_INTERLEAVE:
1984                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1985                 break;
1986         default:
1987                 BUG();
1988         }
1989 out:
1990         task_unlock(tsk);
1991         return ret;
1992 }
1993
1994 /* Allocate a page in interleaved policy.
1995    Own path because it needs to do special accounting. */
1996 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1997                                         unsigned nid)
1998 {
1999         struct zonelist *zl;
2000         struct page *page;
2001
2002         zl = node_zonelist(nid, gfp);
2003         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
2004         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
2005                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2006         return page;
2007 }
2008
2009 /**
2010  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2011  *
2012  *      @gfp:
2013  *      %GFP_USER    user allocation.
2014  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2015  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2016  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2017  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2018  *
2019  *      @order:Order of the GFP allocation.
2020  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2021  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2022  *
2023  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2024  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2025  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2026  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2027  *      all allocations for pages that will be mapped into
2028  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
2029  *
2030  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
2031  */
2032 struct page *
2033 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2034                 unsigned long addr, int node)
2035 {
2036         struct mempolicy *pol;
2037         struct page *page;
2038         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2039
2040 retry_cpuset:
2041         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2042         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2043
2044         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2045                 unsigned nid;
2046
2047                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2048                 mpol_cond_put(pol);
2049                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2050                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2051                         goto retry_cpuset;
2052
2053                 return page;
2054         }
2055         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2056                                       policy_zonelist(gfp, pol, node),
2057                                       policy_nodemask(gfp, pol));
2058         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol)))
2059                 __mpol_put(pol);
2060         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2061                 goto retry_cpuset;
2062         return page;
2063 }
2064
2065 /**
2066  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2067  *
2068  *      @gfp:
2069  *              %GFP_USER   user allocation,
2070  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2071  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2072  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2073  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2074  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2075  *
2076  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2077  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2078  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2079  *
2080  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
2081  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
2082  *      2) allocating for current task (not interrupt).
2083  */
2084 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2085 {
2086         struct mempolicy *pol = get_task_policy(current);
2087         struct page *page;
2088         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2089
2090         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
2091                 pol = &default_policy;
2092
2093 retry_cpuset:
2094         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2095
2096         /*
2097          * No reference counting needed for current->mempolicy
2098          * nor system default_policy
2099          */
2100         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2101                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2102         else
2103                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2104                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
2105                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2106
2107         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2108                 goto retry_cpuset;
2109
2110         return page;
2111 }
2112 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2113
2114 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2115 {
2116         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2117
2118         if (IS_ERR(pol))
2119                 return PTR_ERR(pol);
2120         dst->vm_policy = pol;
2121         return 0;
2122 }
2123
2124 /*
2125  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2126  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2127  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2128  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2129  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2130  *
2131  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2132  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2133  */
2134
2135 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2136 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2137 {
2138         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2139
2140         if (!new)
2141                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2142
2143         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2144         if (old == current->mempolicy) {
2145                 task_lock(current);
2146                 *new = *old;
2147                 task_unlock(current);
2148         } else
2149                 *new = *old;
2150
2151         rcu_read_lock();
2152         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2153                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2154                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2155                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2156                 else
2157                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2158         }
2159         rcu_read_unlock();
2160         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2161         return new;
2162 }
2163
2164 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2165 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2166 {
2167         if (!a || !b)
2168                 return false;
2169         if (a->mode != b->mode)
2170                 return false;
2171         if (a->flags != b->flags)
2172                 return false;
2173         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2174                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2175                         return false;
2176
2177         switch (a->mode) {
2178         case MPOL_BIND:
2179                 /* Fall through */
2180         case MPOL_INTERLEAVE:
2181                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2182         case MPOL_PREFERRED:
2183                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2184         default:
2185                 BUG();
2186                 return false;
2187         }
2188 }
2189
2190 /*
2191  * Shared memory backing store policy support.
2192  *
2193  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2194  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2195  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2196  * for any accesses to the tree.
2197  */
2198
2199 /* lookup first element intersecting start-end */
2200 /* Caller holds sp->lock */
2201 static struct sp_node *
2202 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2203 {
2204         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2205
2206         while (n) {
2207                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2208
2209                 if (start >= p->end)
2210                         n = n->rb_right;
2211                 else if (end <= p->start)
2212                         n = n->rb_left;
2213                 else
2214                         break;
2215         }
2216         if (!n)
2217                 return NULL;
2218         for (;;) {
2219                 struct sp_node *w = NULL;
2220                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2221                 if (!prev)
2222                         break;
2223                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2224                 if (w->end <= start)
2225                         break;
2226                 n = prev;
2227         }
2228         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2229 }
2230
2231 /* Insert a new shared policy into the list. */
2232 /* Caller holds sp->lock */
2233 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2234 {
2235         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2236         struct rb_node *parent = NULL;
2237         struct sp_node *nd;
2238
2239         while (*p) {
2240                 parent = *p;
2241                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2242                 if (new->start < nd->start)
2243                         p = &(*p)->rb_left;
2244                 else if (new->end > nd->end)
2245                         p = &(*p)->rb_right;
2246                 else
2247                         BUG();
2248         }
2249         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2250         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2251         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2252                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2253 }
2254
2255 /* Find shared policy intersecting idx */
2256 struct mempolicy *
2257 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2258 {
2259         struct mempolicy *pol = NULL;
2260         struct sp_node *sn;
2261
2262         if (!sp->root.rb_node)
2263                 return NULL;
2264         spin_lock(&sp->lock);
2265         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2266         if (sn) {
2267                 mpol_get(sn->policy);
2268                 pol = sn->policy;
2269         }
2270         spin_unlock(&sp->lock);
2271         return pol;
2272 }
2273
2274 static void sp_free(struct sp_node *n)
2275 {
2276         mpol_put(n->policy);
2277         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2278 }
2279
2280 /**
2281  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2282  *
2283  * @page   - page to be checked
2284  * @vma    - vm area where page mapped
2285  * @addr   - virtual address where page mapped
2286  *
2287  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2288  * node id.
2289  *
2290  * Returns:
2291  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2292  *      node    - node id where the page should be
2293  *
2294  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2295  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2296  */
2297 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2298 {
2299         struct mempolicy *pol;
2300         struct zone *zone;
2301         int curnid = page_to_nid(page);
2302         unsigned long pgoff;
2303         int polnid = -1;
2304         int ret = -1;
2305
2306         BUG_ON(!vma);
2307
2308         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2309         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2310                 goto out;
2311
2312         switch (pol->mode) {
2313         case MPOL_INTERLEAVE:
2314                 BUG_ON(addr >= vma->vm_end);
2315                 BUG_ON(addr < vma->vm_start);
2316
2317                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2318                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2319                 polnid = offset_il_node(pol, vma, pgoff);
2320                 break;
2321
2322         case MPOL_PREFERRED:
2323                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2324                         polnid = numa_node_id();
2325                 else
2326                         polnid = pol->v.preferred_node;
2327                 break;
2328
2329         case MPOL_BIND:
2330                 /*
2331                  * allows binding to multiple nodes.
2332                  * use current page if in policy nodemask,
2333                  * else select nearest allowed node, if any.
2334                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2335                  */
2336                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2337                         goto out;
2338                 (void)first_zones_zonelist(
2339                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2340                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2341                                 &pol->v.nodes, &zone);
2342                 polnid = zone->node;
2343                 break;
2344
2345         default:
2346                 BUG();
2347         }
2348
2349         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2350         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2351                 int last_nid;
2352
2353                 polnid = numa_node_id();
2354
2355                 /*
2356                  * Multi-stage node selection is used in conjunction
2357                  * with a periodic migration fault to build a temporal
2358                  * task<->page relation. By using a two-stage filter we
2359                  * remove short/unlikely relations.
2360                  *
2361                  * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist
2362                  * probability, we can equate a task's usage of a
2363                  * particular page (n_p) per total usage of this
2364                  * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
2365                  *
2366                  * Our periodic faults will sample this probability and
2367                  * getting the same result twice in a row, given these
2368                  * samples are fully independent, is then given by
2369                  * P(n)^2, provided our sample period is sufficiently
2370                  * short compared to the usage pattern.
2371                  *
2372                  * This quadric squishes small probabilities, making
2373                  * it less likely we act on an unlikely task<->page
2374                  * relation.
2375                  */
2376                 last_nid = page_nid_xchg_last(page, polnid);
2377                 if (last_nid != polnid)
2378                         goto out;
2379         }
2380
2381         if (curnid != polnid)
2382                 ret = polnid;
2383 out:
2384         mpol_cond_put(pol);
2385
2386         return ret;
2387 }
2388
2389 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2390 {
2391         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2392         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2393         sp_free(n);
2394 }
2395
2396 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2397                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2398 {
2399         node->start = start;
2400         node->end = end;
2401         node->policy = pol;
2402 }
2403
2404 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2405                                 struct mempolicy *pol)
2406 {
2407         struct sp_node *n;
2408         struct mempolicy *newpol;
2409
2410         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2411         if (!n)
2412                 return NULL;
2413
2414         newpol = mpol_dup(pol);
2415         if (IS_ERR(newpol)) {
2416                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2417                 return NULL;
2418         }
2419         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2420         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2421
2422         return n;
2423 }
2424
2425 /* Replace a policy range. */
2426 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2427                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2428 {
2429         struct sp_node *n;
2430         struct sp_node *n_new = NULL;
2431         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2432         int ret = 0;
2433
2434 restart:
2435         spin_lock(&sp->lock);
2436         n = sp_lookup(sp, start, end);
2437         /* Take care of old policies in the same range. */
2438         while (n && n->start < end) {
2439                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2440                 if (n->start >= start) {
2441                         if (n->end <= end)
2442                                 sp_delete(sp, n);
2443                         else
2444                                 n->start = end;
2445                 } else {
2446                         /* Old policy spanning whole new range. */
2447                         if (n->end > end) {
2448                                 if (!n_new)
2449                                         goto alloc_new;
2450
2451                                 *mpol_new = *n->policy;
2452                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2453                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2454                                 n->end = start;
2455                                 sp_insert(sp, n_new);
2456                                 n_new = NULL;
2457                                 mpol_new = NULL;
2458                                 break;
2459                         } else
2460                                 n->end = start;
2461                 }
2462                 if (!next)
2463                         break;
2464                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2465         }
2466         if (new)
2467                 sp_insert(sp, new);
2468         spin_unlock(&sp->lock);
2469         ret = 0;
2470
2471 err_out:
2472         if (mpol_new)
2473                 mpol_put(mpol_new);
2474         if (n_new)
2475                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2476
2477         return ret;
2478
2479 alloc_new:
2480         spin_unlock(&sp->lock);
2481         ret = -ENOMEM;
2482         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2483         if (!n_new)
2484                 goto err_out;
2485         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2486         if (!mpol_new)
2487                 goto err_out;
2488         goto restart;
2489 }
2490
2491 /**
2492  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2493  * @sp: pointer to inode shared policy
2494  * @mpol:  struct mempolicy to install
2495  *
2496  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2497  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2498  * This must be released on exit.
2499  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2500  */
2501 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2502 {
2503         int ret;
2504
2505         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2506         spin_lock_init(&sp->lock);
2507
2508         if (mpol) {
2509                 struct vm_area_struct pvma;
2510                 struct mempolicy *new;
2511                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2512
2513                 if (!scratch)
2514                         goto put_mpol;
2515                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2516                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2517                 if (IS_ERR(new))
2518                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2519
2520                 task_lock(current);
2521                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2522                 task_unlock(current);
2523                 if (ret)
2524                         goto put_new;
2525
2526                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2527                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2528                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2529                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2530
2531 put_new:
2532                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2533 free_scratch:
2534                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2535 put_mpol:
2536                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2537         }
2538 }
2539
2540 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2541                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2542 {
2543         int err;
2544         struct sp_node *new = NULL;
2545         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2546
2547         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2548                  vma->vm_pgoff,
2549                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2550                  npol ? npol->flags : -1,
2551                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2552
2553         if (npol) {
2554                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2555                 if (!new)
2556                         return -ENOMEM;
2557         }
2558         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2559         if (err && new)
2560                 sp_free(new);
2561         return err;
2562 }
2563
2564 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2565 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2566 {
2567         struct sp_node *n;
2568         struct rb_node *next;
2569
2570         if (!p->root.rb_node)
2571                 return;
2572         spin_lock(&p->lock);
2573         next = rb_first(&p->root);
2574         while (next) {
2575                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2576                 next = rb_next(&n->nd);
2577                 sp_delete(p, n);
2578         }
2579         spin_unlock(&p->lock);
2580 }
2581
2582 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2583 static bool __initdata numabalancing_override;
2584
2585 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2586 {
2587         bool numabalancing_default = false;
2588
2589         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2590                 numabalancing_default = true;
2591
2592         if (nr_node_ids > 1 && !numabalancing_override) {
2593                 printk(KERN_INFO "Enabling automatic NUMA balancing. "
2594                         "Configure with numa_balancing= or sysctl");
2595                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2596         }
2597 }
2598
2599 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2600 {
2601         int ret = 0;
2602         if (!str)
2603                 goto out;
2604         numabalancing_override = true;
2605
2606         if (!strcmp(str, "enable")) {
2607                 set_numabalancing_state(true);
2608                 ret = 1;
2609         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2610                 set_numabalancing_state(false);
2611                 ret = 1;
2612         }
2613 out:
2614         if (!ret)
2615                 printk(KERN_WARNING "Unable to parse numa_balancing=\n");
2616
2617         return ret;
2618 }
2619 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2620 #else
2621 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2622 {
2623 }
2624 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2625
2626 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2627 void __init numa_policy_init(void)
2628 {
2629         nodemask_t interleave_nodes;
2630         unsigned long largest = 0;
2631         int nid, prefer = 0;
2632
2633         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2634                                          sizeof(struct mempolicy),
2635                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2636
2637         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2638                                      sizeof(struct sp_node),
2639                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2640
2641         for_each_node(nid) {
2642                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2643                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2644                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2645                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2646                         .v = { .preferred_node = nid, },
2647                 };
2648         }
2649
2650         /*
2651          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2652          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2653          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2654          */
2655         nodes_clear(interleave_nodes);
2656         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2657                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2658
2659                 /* Preserve the largest node */
2660                 if (largest < total_pages) {
2661                         largest = total_pages;
2662                         prefer = nid;
2663                 }
2664
2665                 /* Interleave this node? */
2666                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2667                         node_set(nid, interleave_nodes);
2668         }
2669
2670         /* All too small, use the largest */
2671         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2672                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2673
2674         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2675                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2676
2677         check_numabalancing_enable();
2678 }
2679
2680 /* Reset policy of current process to default */
2681 void numa_default_policy(void)
2682 {
2683         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Parse and format mempolicy from/to strings
2688  */
2689
2690 /*
2691  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2692  */
2693 static const char * const policy_modes[] =
2694 {
2695         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2696         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2697         [MPOL_BIND]       = "bind",
2698         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2699         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2700 };
2701
2702
2703 #ifdef CONFIG_TMPFS
2704 /**
2705  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2706  * @str:  string containing mempolicy to parse
2707  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2708  *
2709  * Format of input:
2710  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2711  *
2712  * On success, returns 0, else 1
2713  */
2714 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2715 {
2716         struct mempolicy *new = NULL;
2717         unsigned short mode;
2718         unsigned short mode_flags;
2719         nodemask_t nodes;
2720         char *nodelist = strchr(str, ':');
2721         char *flags = strchr(str, '=');
2722         int err = 1;
2723
2724         if (nodelist) {
2725                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2726                 *nodelist++ = '\0';
2727                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2728                         goto out;
2729                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2730                         goto out;
2731         } else
2732                 nodes_clear(nodes);
2733
2734         if (flags)
2735                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2736
2737         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2738                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2739                         break;
2740                 }
2741         }
2742         if (mode >= MPOL_MAX)
2743                 goto out;
2744
2745         switch (mode) {
2746         case MPOL_PREFERRED:
2747                 /*
2748                  * Insist on a nodelist of one node only
2749                  */
2750                 if (nodelist) {
2751                         char *rest = nodelist;
2752                         while (isdigit(*rest))
2753                                 rest++;
2754                         if (*rest)
2755                                 goto out;
2756                 }
2757                 break;
2758         case MPOL_INTERLEAVE:
2759                 /*
2760                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2761                  */
2762                 if (!nodelist)
2763                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2764                 break;
2765         case MPOL_LOCAL:
2766                 /*
2767                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2768                  */
2769                 if (nodelist)
2770                         goto out;
2771                 mode = MPOL_PREFERRED;
2772                 break;
2773         case MPOL_DEFAULT:
2774                 /*
2775                  * Insist on a empty nodelist
2776                  */
2777                 if (!nodelist)
2778                         err = 0;
2779                 goto out;
2780         case MPOL_BIND:
2781                 /*
2782                  * Insist on a nodelist
2783                  */
2784                 if (!nodelist)
2785                         goto out;
2786         }
2787
2788         mode_flags = 0;
2789         if (flags) {
2790                 /*
2791                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2792                  * mode flags.
2793                  */
2794                 if (!strcmp(flags, "static"))
2795                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2796                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2797                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2798                 else
2799                         goto out;
2800         }
2801
2802         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2803         if (IS_ERR(new))
2804                 goto out;
2805
2806         /*
2807          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2808          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2809          */
2810         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2811                 new->v.nodes = nodes;
2812         else if (nodelist)
2813                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2814         else
2815                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2816
2817         /*
2818          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2819          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2820          */
2821         new->w.user_nodemask = nodes;
2822
2823         err = 0;
2824
2825 out:
2826         /* Restore string for error message */
2827         if (nodelist)
2828                 *--nodelist = ':';
2829         if (flags)
2830                 *--flags = '=';
2831         if (!err)
2832                 *mpol = new;
2833         return err;
2834 }
2835 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2836
2837 /**
2838  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2839  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2840  * @maxlen:  length of @buffer
2841  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2842  *
2843  * Convert a mempolicy into a string.
2844  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2845  * or an error (negative)
2846  */
2847 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2848 {
2849         char *p = buffer;
2850         int l;
2851         nodemask_t nodes;
2852         unsigned short mode;
2853         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2854
2855         /*
2856          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2857          */
2858         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2859
2860         if (!pol || pol == &default_policy)
2861                 mode = MPOL_DEFAULT;
2862         else
2863                 mode = pol->mode;
2864
2865         switch (mode) {
2866         case MPOL_DEFAULT:
2867                 nodes_clear(nodes);
2868                 break;
2869
2870         case MPOL_PREFERRED:
2871                 nodes_clear(nodes);
2872                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2873                         mode = MPOL_LOCAL;
2874                 else
2875                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2876                 break;
2877
2878         case MPOL_BIND:
2879                 /* Fall through */
2880         case MPOL_INTERLEAVE:
2881                 nodes = pol->v.nodes;
2882                 break;
2883
2884         default:
2885                 return -EINVAL;
2886         }
2887
2888         l = strlen(policy_modes[mode]);
2889         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2890                 return -ENOSPC;
2891
2892         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2893         p += l;
2894
2895         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2896                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2897                         return -ENOSPC;
2898                 *p++ = '=';
2899
2900                 /*
2901                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2902                  */
2903                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2904                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2905                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2906                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2907         }
2908
2909         if (!nodes_empty(nodes)) {
2910                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2911                         return -ENOSPC;
2912                 *p++ = ':';
2913                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2914         }
2915         return p - buffer;
2916 }