]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/mempolicy.c
Merge remote-tracking branch 'vfio/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         spinlock_t *ptl;
529
530         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(vma), vma->vm_mm, (pte_t *)pmd);
531         page = pte_page(huge_ptep_get((pte_t *)pmd));
532         nid = page_to_nid(page);
533         if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
534                 goto unlock;
535         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
536         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
537             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
538                 isolate_huge_page(page, private);
539 unlock:
540         spin_unlock(ptl);
541 #else
542         BUG();
543 #endif
544 }
545
546 static inline int queue_pages_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
547                 unsigned long addr, unsigned long end,
548                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
549                 void *private)
550 {
551         pmd_t *pmd;
552         unsigned long next;
553
554         pmd = pmd_offset(pud, addr);
555         do {
556                 next = pmd_addr_end(addr, end);
557                 if (!pmd_present(*pmd))
558                         continue;
559                 if (pmd_huge(*pmd) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
560                         queue_pages_hugetlb_pmd_range(vma, pmd, nodes,
561                                                 flags, private);
562                         continue;
563                 }
564                 split_huge_page_pmd(vma, addr, pmd);
565                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
566                         continue;
567                 if (queue_pages_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
568                                     flags, private))
569                         return -EIO;
570         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
571         return 0;
572 }
573
574 static inline int queue_pages_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
575                 unsigned long addr, unsigned long end,
576                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
577                 void *private)
578 {
579         pud_t *pud;
580         unsigned long next;
581
582         pud = pud_offset(pgd, addr);
583         do {
584                 next = pud_addr_end(addr, end);
585                 if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma))
586                         continue;
587                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
588                         continue;
589                 if (queue_pages_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
590                                     flags, private))
591                         return -EIO;
592         } while (pud++, addr = next, addr != end);
593         return 0;
594 }
595
596 static inline int queue_pages_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
597                 unsigned long addr, unsigned long end,
598                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
599                 void *private)
600 {
601         pgd_t *pgd;
602         unsigned long next;
603
604         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
605         do {
606                 next = pgd_addr_end(addr, end);
607                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
608                         continue;
609                 if (queue_pages_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
610                                     flags, private))
611                         return -EIO;
612         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
613         return 0;
614 }
615
616 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
617 /*
618  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
619  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
620  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
621  *
622  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
623  * an architecture makes a different choice, it will need further
624  * changes to the core.
625  */
626 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
627                         unsigned long addr, unsigned long end)
628 {
629         int nr_updated;
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_NUMA_BALANCING */
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 = NUMA_NO_NODE;
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 == NUMA_NO_NODE)
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         if (PageHuge(page)) {
1201                 if (vma)
1202                         return alloc_huge_page_noerr(vma, address, 1);
1203                 else
1204                         return NULL;
1205         }
1206         /*
1207          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1208          */
1209         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1210 }
1211 #else
1212
1213 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1214                                 unsigned long flags)
1215 {
1216 }
1217
1218 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1219                      const nodemask_t *to, int flags)
1220 {
1221         return -ENOSYS;
1222 }
1223
1224 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1225 {
1226         return NULL;
1227 }
1228 #endif
1229
1230 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1231                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1232                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1233 {
1234         struct vm_area_struct *vma;
1235         struct mm_struct *mm = current->mm;
1236         struct mempolicy *new;
1237         unsigned long end;
1238         int err;
1239         LIST_HEAD(pagelist);
1240
1241         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1242                 return -EINVAL;
1243         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1244                 return -EPERM;
1245
1246         if (start & ~PAGE_MASK)
1247                 return -EINVAL;
1248
1249         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1250                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1251
1252         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1253         end = start + len;
1254
1255         if (end < start)
1256                 return -EINVAL;
1257         if (end == start)
1258                 return 0;
1259
1260         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1261         if (IS_ERR(new))
1262                 return PTR_ERR(new);
1263
1264         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1265                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1266
1267         /*
1268          * If we are using the default policy then operation
1269          * on discontinuous address spaces is okay after all
1270          */
1271         if (!new)
1272                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1273
1274         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1275                  start, start + len, mode, mode_flags,
1276                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1277
1278         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1279
1280                 err = migrate_prep();
1281                 if (err)
1282                         goto mpol_out;
1283         }
1284         {
1285                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1286                 if (scratch) {
1287                         down_write(&mm->mmap_sem);
1288                         task_lock(current);
1289                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1290                         task_unlock(current);
1291                         if (err)
1292                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1293                 } else
1294                         err = -ENOMEM;
1295                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1296         }
1297         if (err)
1298                 goto mpol_out;
1299
1300         vma = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1301                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1302
1303         err = PTR_ERR(vma);     /* maybe ... */
1304         if (!IS_ERR(vma))
1305                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1306
1307         if (!err) {
1308                 int nr_failed = 0;
1309
1310                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1311                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1312                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1313                                         (unsigned long)vma,
1314                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1315                         if (nr_failed)
1316                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1317                 }
1318
1319                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1320                         err = -EIO;
1321         } else
1322                 putback_movable_pages(&pagelist);
1323
1324         up_write(&mm->mmap_sem);
1325  mpol_out:
1326         mpol_put(new);
1327         return err;
1328 }
1329
1330 /*
1331  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1332  */
1333
1334 /* Copy a node mask from user space. */
1335 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1336                      unsigned long maxnode)
1337 {
1338         unsigned long k;
1339         unsigned long nlongs;
1340         unsigned long endmask;
1341
1342         --maxnode;
1343         nodes_clear(*nodes);
1344         if (maxnode == 0 || !nmask)
1345                 return 0;
1346         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1347                 return -EINVAL;
1348
1349         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1350         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1351                 endmask = ~0UL;
1352         else
1353                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1354
1355         /* When the user specified more nodes than supported just check
1356            if the non supported part is all zero. */
1357         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1358                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1359                         return -EINVAL;
1360                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1361                         unsigned long t;
1362                         if (get_user(t, nmask + k))
1363                                 return -EFAULT;
1364                         if (k == nlongs - 1) {
1365                                 if (t & endmask)
1366                                         return -EINVAL;
1367                         } else if (t)
1368                                 return -EINVAL;
1369                 }
1370                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1371                 endmask = ~0UL;
1372         }
1373
1374         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1375                 return -EFAULT;
1376         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1377         return 0;
1378 }
1379
1380 /* Copy a kernel node mask to user space */
1381 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1382                               nodemask_t *nodes)
1383 {
1384         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1385         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1386
1387         if (copy > nbytes) {
1388                 if (copy > PAGE_SIZE)
1389                         return -EINVAL;
1390                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1391                         return -EFAULT;
1392                 copy = nbytes;
1393         }
1394         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1395 }
1396
1397 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1398                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1399                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1400 {
1401         nodemask_t nodes;
1402         int err;
1403         unsigned short mode_flags;
1404
1405         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1406         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1407         if (mode >= MPOL_MAX)
1408                 return -EINVAL;
1409         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1410             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1411                 return -EINVAL;
1412         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1413         if (err)
1414                 return err;
1415         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1416 }
1417
1418 /* Set the process memory policy */
1419 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1420                 unsigned long, maxnode)
1421 {
1422         int err;
1423         nodemask_t nodes;
1424         unsigned short flags;
1425
1426         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1427         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1428         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1429                 return -EINVAL;
1430         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1431                 return -EINVAL;
1432         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1433         if (err)
1434                 return err;
1435         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1436 }
1437
1438 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1439                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1440                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1441 {
1442         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1443         struct mm_struct *mm = NULL;
1444         struct task_struct *task;
1445         nodemask_t task_nodes;
1446         int err;
1447         nodemask_t *old;
1448         nodemask_t *new;
1449         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1450
1451         if (!scratch)
1452                 return -ENOMEM;
1453
1454         old = &scratch->mask1;
1455         new = &scratch->mask2;
1456
1457         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1458         if (err)
1459                 goto out;
1460
1461         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1462         if (err)
1463                 goto out;
1464
1465         /* Find the mm_struct */
1466         rcu_read_lock();
1467         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1468         if (!task) {
1469                 rcu_read_unlock();
1470                 err = -ESRCH;
1471                 goto out;
1472         }
1473         get_task_struct(task);
1474
1475         err = -EINVAL;
1476
1477         /*
1478          * Check if this process has the right to modify the specified
1479          * process. The right exists if the process has administrative
1480          * capabilities, superuser privileges or the same
1481          * userid as the target process.
1482          */
1483         tcred = __task_cred(task);
1484         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1485             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1486             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1487                 rcu_read_unlock();
1488                 err = -EPERM;
1489                 goto out_put;
1490         }
1491         rcu_read_unlock();
1492
1493         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1494         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1495         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1496                 err = -EPERM;
1497                 goto out_put;
1498         }
1499
1500         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_MEMORY])) {
1501                 err = -EINVAL;
1502                 goto out_put;
1503         }
1504
1505         err = security_task_movememory(task);
1506         if (err)
1507                 goto out_put;
1508
1509         mm = get_task_mm(task);
1510         put_task_struct(task);
1511
1512         if (!mm) {
1513                 err = -EINVAL;
1514                 goto out;
1515         }
1516
1517         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1518                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1519
1520         mmput(mm);
1521 out:
1522         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1523
1524         return err;
1525
1526 out_put:
1527         put_task_struct(task);
1528         goto out;
1529
1530 }
1531
1532
1533 /* Retrieve NUMA policy */
1534 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1535                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1536                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1537 {
1538         int err;
1539         int uninitialized_var(pval);
1540         nodemask_t nodes;
1541
1542         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1543                 return -EINVAL;
1544
1545         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1546
1547         if (err)
1548                 return err;
1549
1550         if (policy && put_user(pval, policy))
1551                 return -EFAULT;
1552
1553         if (nmask)
1554                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1555
1556         return err;
1557 }
1558
1559 #ifdef CONFIG_COMPAT
1560
1561 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1562                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1563                                      compat_ulong_t maxnode,
1564                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1565 {
1566         long err;
1567         unsigned long __user *nm = NULL;
1568         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1569         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1570
1571         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1572         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1573
1574         if (nmask)
1575                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1576
1577         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1578
1579         if (!err && nmask) {
1580                 unsigned long copy_size;
1581                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1582                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1583                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1584                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1585                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1586         }
1587
1588         return err;
1589 }
1590
1591 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1592                                      compat_ulong_t maxnode)
1593 {
1594         long err = 0;
1595         unsigned long __user *nm = NULL;
1596         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1597         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1598
1599         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1600         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1601
1602         if (nmask) {
1603                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1604                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1605                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1606         }
1607
1608         if (err)
1609                 return -EFAULT;
1610
1611         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1612 }
1613
1614 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1615                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1616                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1617 {
1618         long err = 0;
1619         unsigned long __user *nm = NULL;
1620         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1621         nodemask_t bm;
1622
1623         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1624         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1625
1626         if (nmask) {
1627                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1628                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1629                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1630         }
1631
1632         if (err)
1633                 return -EFAULT;
1634
1635         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1636 }
1637
1638 #endif
1639
1640 /*
1641  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1642  * @task - task for fallback if vma policy == default
1643  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1644  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1645  *
1646  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1647  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1648  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies must be
1649  * protected by task_lock(task) by the caller.
1650  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1651  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1652  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1653  * extra reference for shared policies.
1654  */
1655 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1656                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1657 {
1658         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1659
1660         if (vma) {
1661                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1662                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1663                                                                         addr);
1664                         if (vpol)
1665                                 pol = vpol;
1666                 } else if (vma->vm_policy) {
1667                         pol = vma->vm_policy;
1668
1669                         /*
1670                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1671                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1672                          * count on these policies which will be dropped by
1673                          * mpol_cond_put() later
1674                          */
1675                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1676                                 mpol_get(pol);
1677                 }
1678         }
1679         if (!pol)
1680                 pol = &default_policy;
1681         return pol;
1682 }
1683
1684 bool vma_policy_mof(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma)
1685 {
1686         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1687         if (vma) {
1688                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1689                         bool ret = false;
1690
1691                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1692                         if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1693                                 ret = true;
1694                         mpol_cond_put(pol);
1695
1696                         return ret;
1697                 } else if (vma->vm_policy) {
1698                         pol = vma->vm_policy;
1699                 }
1700         }
1701
1702         if (!pol)
1703                 return default_policy.flags & MPOL_F_MOF;
1704
1705         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1706 }
1707
1708 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1709 {
1710         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1711
1712         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1713
1714         /*
1715          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1716          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1717          *
1718          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1719          * so if the following test faile, it implies
1720          * policy->v.nodes has movable memory only.
1721          */
1722         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1723                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1724
1725         return zone >= dynamic_policy_zone;
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1730  * page allocation
1731  */
1732 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1733 {
1734         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1735         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1736                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1737                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1738                 return &policy->v.nodes;
1739
1740         return NULL;
1741 }
1742
1743 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1744 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1745         int nd)
1746 {
1747         switch (policy->mode) {
1748         case MPOL_PREFERRED:
1749                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1750                         nd = policy->v.preferred_node;
1751                 break;
1752         case MPOL_BIND:
1753                 /*
1754                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1755                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1756                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1757                  * the first node in the mask instead.
1758                  */
1759                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1760                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1761                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1762                 break;
1763         default:
1764                 BUG();
1765         }
1766         return node_zonelist(nd, gfp);
1767 }
1768
1769 /* Do dynamic interleaving for a process */
1770 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1771 {
1772         unsigned nid, next;
1773         struct task_struct *me = current;
1774
1775         nid = me->il_next;
1776         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1777         if (next >= MAX_NUMNODES)
1778                 next = first_node(policy->v.nodes);
1779         if (next < MAX_NUMNODES)
1780                 me->il_next = next;
1781         return nid;
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1786  * next slab entry.
1787  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1788  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1789  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1790  * such protection.
1791  */
1792 unsigned slab_node(void)
1793 {
1794         struct mempolicy *policy;
1795
1796         if (in_interrupt())
1797                 return numa_node_id();
1798
1799         policy = current->mempolicy;
1800         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1801                 return numa_node_id();
1802
1803         switch (policy->mode) {
1804         case MPOL_PREFERRED:
1805                 /*
1806                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1807                  */
1808                 return policy->v.preferred_node;
1809
1810         case MPOL_INTERLEAVE:
1811                 return interleave_nodes(policy);
1812
1813         case MPOL_BIND: {
1814                 /*
1815                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1816                  * first node.
1817                  */
1818                 struct zonelist *zonelist;
1819                 struct zone *zone;
1820                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1821                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1822                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1823                                                         &policy->v.nodes,
1824                                                         &zone);
1825                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1826         }
1827
1828         default:
1829                 BUG();
1830         }
1831 }
1832
1833 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1834 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1835                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1836 {
1837         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1838         unsigned target;
1839         int c;
1840         int nid = NUMA_NO_NODE;
1841
1842         if (!nnodes)
1843                 return numa_node_id();
1844         target = (unsigned int)off % nnodes;
1845         c = 0;
1846         do {
1847                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1848                 c++;
1849         } while (c <= target);
1850         return nid;
1851 }
1852
1853 /* Determine a node number for interleave */
1854 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1855                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1856 {
1857         if (vma) {
1858                 unsigned long off;
1859
1860                 /*
1861                  * for small pages, there is no difference between
1862                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1863                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1864                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1865                  * a useful offset.
1866                  */
1867                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1868                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1869                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1870                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1871         } else
1872                 return interleave_nodes(pol);
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1877  * (returns NUMA_NO_NODE if nodemask is empty)
1878  */
1879 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1880 {
1881         int w, bit = NUMA_NO_NODE;
1882
1883         w = nodes_weight(*maskp);
1884         if (w)
1885                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1886                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1887         return bit;
1888 }
1889
1890 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1891 /*
1892  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1893  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1894  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1895  * @gfp_flags = for requested zone
1896  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1897  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1898  *
1899  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1900  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1901  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1902  * @nodemask for filtering the zonelist.
1903  *
1904  * Must be protected by get_mems_allowed()
1905  */
1906 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1907                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1908                                 nodemask_t **nodemask)
1909 {
1910         struct zonelist *zl;
1911
1912         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1913         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1914
1915         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1916                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1917                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1918         } else {
1919                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1920                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1921                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1922         }
1923         return zl;
1924 }
1925
1926 /*
1927  * init_nodemask_of_mempolicy
1928  *
1929  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1930  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1931  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1932  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1933  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1934  * of non-default mempolicy.
1935  *
1936  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1937  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1938  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1939  *
1940  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1941  */
1942 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1943 {
1944         struct mempolicy *mempolicy;
1945         int nid;
1946
1947         if (!(mask && current->mempolicy))
1948                 return false;
1949
1950         task_lock(current);
1951         mempolicy = current->mempolicy;
1952         switch (mempolicy->mode) {
1953         case MPOL_PREFERRED:
1954                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1955                         nid = numa_node_id();
1956                 else
1957                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1958                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1959                 break;
1960
1961         case MPOL_BIND:
1962                 /* Fall through */
1963         case MPOL_INTERLEAVE:
1964                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1965                 break;
1966
1967         default:
1968                 BUG();
1969         }
1970         task_unlock(current);
1971
1972         return true;
1973 }
1974 #endif
1975
1976 /*
1977  * mempolicy_nodemask_intersects
1978  *
1979  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1980  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1981  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1982  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1983  *
1984  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1985  */
1986 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1987                                         const nodemask_t *mask)
1988 {
1989         struct mempolicy *mempolicy;
1990         bool ret = true;
1991
1992         if (!mask)
1993                 return ret;
1994         task_lock(tsk);
1995         mempolicy = tsk->mempolicy;
1996         if (!mempolicy)
1997                 goto out;
1998
1999         switch (mempolicy->mode) {
2000         case MPOL_PREFERRED:
2001                 /*
2002                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2003                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2004                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2005                  * nodes in mask.
2006                  */
2007                 break;
2008         case MPOL_BIND:
2009         case MPOL_INTERLEAVE:
2010                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2011                 break;
2012         default:
2013                 BUG();
2014         }
2015 out:
2016         task_unlock(tsk);
2017         return ret;
2018 }
2019
2020 /* Allocate a page in interleaved policy.
2021    Own path because it needs to do special accounting. */
2022 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2023                                         unsigned nid)
2024 {
2025         struct zonelist *zl;
2026         struct page *page;
2027
2028         zl = node_zonelist(nid, gfp);
2029         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
2030         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
2031                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2032         return page;
2033 }
2034
2035 /**
2036  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2037  *
2038  *      @gfp:
2039  *      %GFP_USER    user allocation.
2040  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2041  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2042  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2043  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2044  *
2045  *      @order:Order of the GFP allocation.
2046  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2047  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2048  *
2049  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2050  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2051  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2052  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2053  *      all allocations for pages that will be mapped into
2054  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
2055  *
2056  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
2057  */
2058 struct page *
2059 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2060                 unsigned long addr, int node)
2061 {
2062         struct mempolicy *pol;
2063         struct page *page;
2064         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2065
2066 retry_cpuset:
2067         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2068         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2069
2070         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2071                 unsigned nid;
2072
2073                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2074                 mpol_cond_put(pol);
2075                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2076                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2077                         goto retry_cpuset;
2078
2079                 return page;
2080         }
2081         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2082                                       policy_zonelist(gfp, pol, node),
2083                                       policy_nodemask(gfp, pol));
2084         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol)))
2085                 __mpol_put(pol);
2086         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2087                 goto retry_cpuset;
2088         return page;
2089 }
2090
2091 /**
2092  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2093  *
2094  *      @gfp:
2095  *              %GFP_USER   user allocation,
2096  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2097  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2098  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2099  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2100  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2101  *
2102  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2103  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2104  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2105  *
2106  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
2107  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
2108  *      2) allocating for current task (not interrupt).
2109  */
2110 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2111 {
2112         struct mempolicy *pol = get_task_policy(current);
2113         struct page *page;
2114         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2115
2116         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
2117                 pol = &default_policy;
2118
2119 retry_cpuset:
2120         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2121
2122         /*
2123          * No reference counting needed for current->mempolicy
2124          * nor system default_policy
2125          */
2126         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2127                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2128         else
2129                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2130                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
2131                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2132
2133         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2134                 goto retry_cpuset;
2135
2136         return page;
2137 }
2138 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2139
2140 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2141 {
2142         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2143
2144         if (IS_ERR(pol))
2145                 return PTR_ERR(pol);
2146         dst->vm_policy = pol;
2147         return 0;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2152  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2153  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2154  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2155  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2156  *
2157  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2158  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2159  */
2160
2161 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2162 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2163 {
2164         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2165
2166         if (!new)
2167                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2168
2169         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2170         if (old == current->mempolicy) {
2171                 task_lock(current);
2172                 *new = *old;
2173                 task_unlock(current);
2174         } else
2175                 *new = *old;
2176
2177         rcu_read_lock();
2178         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2179                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2180                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2181                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2182                 else
2183                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2184         }
2185         rcu_read_unlock();
2186         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2187         return new;
2188 }
2189
2190 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2191 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2192 {
2193         if (!a || !b)
2194                 return false;
2195         if (a->mode != b->mode)
2196                 return false;
2197         if (a->flags != b->flags)
2198                 return false;
2199         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2200                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2201                         return false;
2202
2203         switch (a->mode) {
2204         case MPOL_BIND:
2205                 /* Fall through */
2206         case MPOL_INTERLEAVE:
2207                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2208         case MPOL_PREFERRED:
2209                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2210         default:
2211                 BUG();
2212                 return false;
2213         }
2214 }
2215
2216 /*
2217  * Shared memory backing store policy support.
2218  *
2219  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2220  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2221  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2222  * for any accesses to the tree.
2223  */
2224
2225 /* lookup first element intersecting start-end */
2226 /* Caller holds sp->lock */
2227 static struct sp_node *
2228 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2229 {
2230         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2231
2232         while (n) {
2233                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2234
2235                 if (start >= p->end)
2236                         n = n->rb_right;
2237                 else if (end <= p->start)
2238                         n = n->rb_left;
2239                 else
2240                         break;
2241         }
2242         if (!n)
2243                 return NULL;
2244         for (;;) {
2245                 struct sp_node *w = NULL;
2246                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2247                 if (!prev)
2248                         break;
2249                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2250                 if (w->end <= start)
2251                         break;
2252                 n = prev;
2253         }
2254         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2255 }
2256
2257 /* Insert a new shared policy into the list. */
2258 /* Caller holds sp->lock */
2259 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2260 {
2261         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2262         struct rb_node *parent = NULL;
2263         struct sp_node *nd;
2264
2265         while (*p) {
2266                 parent = *p;
2267                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2268                 if (new->start < nd->start)
2269                         p = &(*p)->rb_left;
2270                 else if (new->end > nd->end)
2271                         p = &(*p)->rb_right;
2272                 else
2273                         BUG();
2274         }
2275         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2276         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2277         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2278                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2279 }
2280
2281 /* Find shared policy intersecting idx */
2282 struct mempolicy *
2283 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2284 {
2285         struct mempolicy *pol = NULL;
2286         struct sp_node *sn;
2287
2288         if (!sp->root.rb_node)
2289                 return NULL;
2290         spin_lock(&sp->lock);
2291         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2292         if (sn) {
2293                 mpol_get(sn->policy);
2294                 pol = sn->policy;
2295         }
2296         spin_unlock(&sp->lock);
2297         return pol;
2298 }
2299
2300 static void sp_free(struct sp_node *n)
2301 {
2302         mpol_put(n->policy);
2303         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2304 }
2305
2306 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2307 static bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2308 {
2309         /* Never defer a private fault */
2310         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
2311                 return false;
2312
2313         if (p->numa_migrate_deferred) {
2314                 p->numa_migrate_deferred--;
2315                 return true;
2316         }
2317         return false;
2318 }
2319
2320 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2321 {
2322         p->numa_migrate_deferred = sysctl_numa_balancing_migrate_deferred;
2323 }
2324 #else
2325 static inline bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2326 {
2327         return false;
2328 }
2329
2330 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2331 {
2332 }
2333 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2334
2335 /**
2336  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2337  *
2338  * @page   - page to be checked
2339  * @vma    - vm area where page mapped
2340  * @addr   - virtual address where page mapped
2341  *
2342  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2343  * node id.
2344  *
2345  * Returns:
2346  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2347  *      node    - node id where the page should be
2348  *
2349  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2350  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2351  */
2352 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2353 {
2354         struct mempolicy *pol;
2355         struct zone *zone;
2356         int curnid = page_to_nid(page);
2357         unsigned long pgoff;
2358         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2359         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2360         int polnid = -1;
2361         int ret = -1;
2362
2363         BUG_ON(!vma);
2364
2365         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2366         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2367                 goto out;
2368
2369         switch (pol->mode) {
2370         case MPOL_INTERLEAVE:
2371                 BUG_ON(addr >= vma->vm_end);
2372                 BUG_ON(addr < vma->vm_start);
2373
2374                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2375                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2376                 polnid = offset_il_node(pol, vma, pgoff);
2377                 break;
2378
2379         case MPOL_PREFERRED:
2380                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2381                         polnid = numa_node_id();
2382                 else
2383                         polnid = pol->v.preferred_node;
2384                 break;
2385
2386         case MPOL_BIND:
2387                 /*
2388                  * allows binding to multiple nodes.
2389                  * use current page if in policy nodemask,
2390                  * else select nearest allowed node, if any.
2391                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2392                  */
2393                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2394                         goto out;
2395                 (void)first_zones_zonelist(
2396                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2397                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2398                                 &pol->v.nodes, &zone);
2399                 polnid = zone->node;
2400                 break;
2401
2402         default:
2403                 BUG();
2404         }
2405
2406         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2407         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2408                 int last_cpupid;
2409                 int this_cpupid;
2410
2411                 polnid = thisnid;
2412                 this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(thiscpu, current->pid);
2413
2414                 /*
2415                  * Multi-stage node selection is used in conjunction
2416                  * with a periodic migration fault to build a temporal
2417                  * task<->page relation. By using a two-stage filter we
2418                  * remove short/unlikely relations.
2419                  *
2420                  * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist
2421                  * probability, we can equate a task's usage of a
2422                  * particular page (n_p) per total usage of this
2423                  * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
2424                  *
2425                  * Our periodic faults will sample this probability and
2426                  * getting the same result twice in a row, given these
2427                  * samples are fully independent, is then given by
2428                  * P(n)^2, provided our sample period is sufficiently
2429                  * short compared to the usage pattern.
2430                  *
2431                  * This quadric squishes small probabilities, making
2432                  * it less likely we act on an unlikely task<->page
2433                  * relation.
2434                  */
2435                 last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
2436                 if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) && cpupid_to_nid(last_cpupid) != thisnid) {
2437
2438                         /* See sysctl_numa_balancing_migrate_deferred comment */
2439                         if (!cpupid_match_pid(current, last_cpupid))
2440                                 defer_numa_migrate(current);
2441
2442                         goto out;
2443                 }
2444
2445                 /*
2446                  * The quadratic filter above reduces extraneous migration
2447                  * of shared pages somewhat. This code reduces it even more,
2448                  * reducing the overhead of page migrations of shared pages.
2449                  * This makes workloads with shared pages rely more on
2450                  * "move task near its memory", and less on "move memory
2451                  * towards its task", which is exactly what we want.
2452                  */
2453                 if (numa_migrate_deferred(current, last_cpupid))
2454                         goto out;
2455         }
2456
2457         if (curnid != polnid)
2458                 ret = polnid;
2459 out:
2460         mpol_cond_put(pol);
2461
2462         return ret;
2463 }
2464
2465 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2466 {
2467         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2468         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2469         sp_free(n);
2470 }
2471
2472 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2473                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2474 {
2475         node->start = start;
2476         node->end = end;
2477         node->policy = pol;
2478 }
2479
2480 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2481                                 struct mempolicy *pol)
2482 {
2483         struct sp_node *n;
2484         struct mempolicy *newpol;
2485
2486         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2487         if (!n)
2488                 return NULL;
2489
2490         newpol = mpol_dup(pol);
2491         if (IS_ERR(newpol)) {
2492                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2493                 return NULL;
2494         }
2495         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2496         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2497
2498         return n;
2499 }
2500
2501 /* Replace a policy range. */
2502 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2503                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2504 {
2505         struct sp_node *n;
2506         struct sp_node *n_new = NULL;
2507         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2508         int ret = 0;
2509
2510 restart:
2511         spin_lock(&sp->lock);
2512         n = sp_lookup(sp, start, end);
2513         /* Take care of old policies in the same range. */
2514         while (n && n->start < end) {
2515                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2516                 if (n->start >= start) {
2517                         if (n->end <= end)
2518                                 sp_delete(sp, n);
2519                         else
2520                                 n->start = end;
2521                 } else {
2522                         /* Old policy spanning whole new range. */
2523                         if (n->end > end) {
2524                                 if (!n_new)
2525                                         goto alloc_new;
2526
2527                                 *mpol_new = *n->policy;
2528                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2529                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2530                                 n->end = start;
2531                                 sp_insert(sp, n_new);
2532                                 n_new = NULL;
2533                                 mpol_new = NULL;
2534                                 break;
2535                         } else
2536                                 n->end = start;
2537                 }
2538                 if (!next)
2539                         break;
2540                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2541         }
2542         if (new)
2543                 sp_insert(sp, new);
2544         spin_unlock(&sp->lock);
2545         ret = 0;
2546
2547 err_out:
2548         if (mpol_new)
2549                 mpol_put(mpol_new);
2550         if (n_new)
2551                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2552
2553         return ret;
2554
2555 alloc_new:
2556         spin_unlock(&sp->lock);
2557         ret = -ENOMEM;
2558         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2559         if (!n_new)
2560                 goto err_out;
2561         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2562         if (!mpol_new)
2563                 goto err_out;
2564         goto restart;
2565 }
2566
2567 /**
2568  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2569  * @sp: pointer to inode shared policy
2570  * @mpol:  struct mempolicy to install
2571  *
2572  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2573  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2574  * This must be released on exit.
2575  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2576  */
2577 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2578 {
2579         int ret;
2580
2581         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2582         spin_lock_init(&sp->lock);
2583
2584         if (mpol) {
2585                 struct vm_area_struct pvma;
2586                 struct mempolicy *new;
2587                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2588
2589                 if (!scratch)
2590                         goto put_mpol;
2591                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2592                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2593                 if (IS_ERR(new))
2594                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2595
2596                 task_lock(current);
2597                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2598                 task_unlock(current);
2599                 if (ret)
2600                         goto put_new;
2601
2602                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2603                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2604                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2605                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2606
2607 put_new:
2608                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2609 free_scratch:
2610                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2611 put_mpol:
2612                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2613         }
2614 }
2615
2616 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2617                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2618 {
2619         int err;
2620         struct sp_node *new = NULL;
2621         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2622
2623         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2624                  vma->vm_pgoff,
2625                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2626                  npol ? npol->flags : -1,
2627                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2628
2629         if (npol) {
2630                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2631                 if (!new)
2632                         return -ENOMEM;
2633         }
2634         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2635         if (err && new)
2636                 sp_free(new);
2637         return err;
2638 }
2639
2640 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2641 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2642 {
2643         struct sp_node *n;
2644         struct rb_node *next;
2645
2646         if (!p->root.rb_node)
2647                 return;
2648         spin_lock(&p->lock);
2649         next = rb_first(&p->root);
2650         while (next) {
2651                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2652                 next = rb_next(&n->nd);
2653                 sp_delete(p, n);
2654         }
2655         spin_unlock(&p->lock);
2656 }
2657
2658 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2659 static bool __initdata numabalancing_override;
2660
2661 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2662 {
2663         bool numabalancing_default = false;
2664
2665         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2666                 numabalancing_default = true;
2667
2668         if (nr_node_ids > 1 && !numabalancing_override) {
2669                 printk(KERN_INFO "Enabling automatic NUMA balancing. "
2670                         "Configure with numa_balancing= or sysctl");
2671                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2672         }
2673 }
2674
2675 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2676 {
2677         int ret = 0;
2678         if (!str)
2679                 goto out;
2680         numabalancing_override = true;
2681
2682         if (!strcmp(str, "enable")) {
2683                 set_numabalancing_state(true);
2684                 ret = 1;
2685         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2686                 set_numabalancing_state(false);
2687                 ret = 1;
2688         }
2689 out:
2690         if (!ret)
2691                 printk(KERN_WARNING "Unable to parse numa_balancing=\n");
2692
2693         return ret;
2694 }
2695 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2696 #else
2697 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2698 {
2699 }
2700 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2701
2702 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2703 void __init numa_policy_init(void)
2704 {
2705         nodemask_t interleave_nodes;
2706         unsigned long largest = 0;
2707         int nid, prefer = 0;
2708
2709         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2710                                          sizeof(struct mempolicy),
2711                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2712
2713         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2714                                      sizeof(struct sp_node),
2715                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2716
2717         for_each_node(nid) {
2718                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2719                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2720                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2721                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2722                         .v = { .preferred_node = nid, },
2723                 };
2724         }
2725
2726         /*
2727          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2728          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2729          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2730          */
2731         nodes_clear(interleave_nodes);
2732         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2733                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2734
2735                 /* Preserve the largest node */
2736                 if (largest < total_pages) {
2737                         largest = total_pages;
2738                         prefer = nid;
2739                 }
2740
2741                 /* Interleave this node? */
2742                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2743                         node_set(nid, interleave_nodes);
2744         }
2745
2746         /* All too small, use the largest */
2747         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2748                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2749
2750         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2751                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2752
2753         check_numabalancing_enable();
2754 }
2755
2756 /* Reset policy of current process to default */
2757 void numa_default_policy(void)
2758 {
2759         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Parse and format mempolicy from/to strings
2764  */
2765
2766 /*
2767  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2768  */
2769 static const char * const policy_modes[] =
2770 {
2771         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2772         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2773         [MPOL_BIND]       = "bind",
2774         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2775         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2776 };
2777
2778
2779 #ifdef CONFIG_TMPFS
2780 /**
2781  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2782  * @str:  string containing mempolicy to parse
2783  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2784  *
2785  * Format of input:
2786  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2787  *
2788  * On success, returns 0, else 1
2789  */
2790 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2791 {
2792         struct mempolicy *new = NULL;
2793         unsigned short mode;
2794         unsigned short mode_flags;
2795         nodemask_t nodes;
2796         char *nodelist = strchr(str, ':');
2797         char *flags = strchr(str, '=');
2798         int err = 1;
2799
2800         if (nodelist) {
2801                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2802                 *nodelist++ = '\0';
2803                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2804                         goto out;
2805                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2806                         goto out;
2807         } else
2808                 nodes_clear(nodes);
2809
2810         if (flags)
2811                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2812
2813         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2814                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2815                         break;
2816                 }
2817         }
2818         if (mode >= MPOL_MAX)
2819                 goto out;
2820
2821         switch (mode) {
2822         case MPOL_PREFERRED:
2823                 /*
2824                  * Insist on a nodelist of one node only
2825                  */
2826                 if (nodelist) {
2827                         char *rest = nodelist;
2828                         while (isdigit(*rest))
2829                                 rest++;
2830                         if (*rest)
2831                                 goto out;
2832                 }
2833                 break;
2834         case MPOL_INTERLEAVE:
2835                 /*
2836                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2837                  */
2838                 if (!nodelist)
2839                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2840                 break;
2841         case MPOL_LOCAL:
2842                 /*
2843                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2844                  */
2845                 if (nodelist)
2846                         goto out;
2847                 mode = MPOL_PREFERRED;
2848                 break;
2849         case MPOL_DEFAULT:
2850                 /*
2851                  * Insist on a empty nodelist
2852                  */
2853                 if (!nodelist)
2854                         err = 0;
2855                 goto out;
2856         case MPOL_BIND:
2857                 /*
2858                  * Insist on a nodelist
2859                  */
2860                 if (!nodelist)
2861                         goto out;
2862         }
2863
2864         mode_flags = 0;
2865         if (flags) {
2866                 /*
2867                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2868                  * mode flags.
2869                  */
2870                 if (!strcmp(flags, "static"))
2871                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2872                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2873                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2874                 else
2875                         goto out;
2876         }
2877
2878         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2879         if (IS_ERR(new))
2880                 goto out;
2881
2882         /*
2883          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2884          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2885          */
2886         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2887                 new->v.nodes = nodes;
2888         else if (nodelist)
2889                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2890         else
2891                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2892
2893         /*
2894          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2895          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2896          */
2897         new->w.user_nodemask = nodes;
2898
2899         err = 0;
2900
2901 out:
2902         /* Restore string for error message */
2903         if (nodelist)
2904                 *--nodelist = ':';
2905         if (flags)
2906                 *--flags = '=';
2907         if (!err)
2908                 *mpol = new;
2909         return err;
2910 }
2911 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2912
2913 /**
2914  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2915  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2916  * @maxlen:  length of @buffer
2917  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2918  *
2919  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2920  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2921  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2922  */
2923 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2924 {
2925         char *p = buffer;
2926         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2927         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2928         unsigned short flags = 0;
2929
2930         if (pol && pol != &default_policy) {
2931                 mode = pol->mode;
2932                 flags = pol->flags;
2933         }
2934
2935         switch (mode) {
2936         case MPOL_DEFAULT:
2937                 break;
2938         case MPOL_PREFERRED:
2939                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2940                         mode = MPOL_LOCAL;
2941                 else
2942                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2943                 break;
2944         case MPOL_BIND:
2945         case MPOL_INTERLEAVE:
2946                 nodes = pol->v.nodes;
2947                 break;
2948         default:
2949                 WARN_ON_ONCE(1);
2950                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2951                 return;
2952         }
2953
2954         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2955
2956         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2957                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2958
2959                 /*
2960                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2961                  */
2962                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2963                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2964                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2965                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2966         }
2967
2968         if (!nodes_empty(nodes)) {
2969                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, ":");
2970                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2971         }
2972 }