mm: avoid increase sizeof(struct page) due to split page table lock
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/export.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93 #include <linux/mmu_notifier.h>
94
95 #include <asm/tlbflush.h>
96 #include <asm/uaccess.h>
97 #include <linux/random.h>
98
99 #include "internal.h"
100
101 /* Internal flags */
102 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
103 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
104
105 static struct kmem_cache *policy_cache;
106 static struct kmem_cache *sn_cache;
107
108 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
109    policied. */
110 enum zone_type policy_zone = 0;
111
112 /*
113  * run-time system-wide default policy => local allocation
114  */
115 static struct mempolicy default_policy = {
116         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
117         .mode = MPOL_PREFERRED,
118         .flags = MPOL_F_LOCAL,
119 };
120
121 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
122
123 static struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
124 {
125         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
126
127         if (!pol) {
128                 int node = numa_node_id();
129
130                 if (node != NUMA_NO_NODE) {
131                         pol = &preferred_node_policy[node];
132                         /*
133                          * preferred_node_policy is not initialised early in
134                          * boot
135                          */
136                         if (!pol->mode)
137                                 pol = NULL;
138                 }
139         }
140
141         return pol;
142 }
143
144 static const struct mempolicy_operations {
145         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
146         /*
147          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
148          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
149          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
150          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
151          * page.
152          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
153          * rebind directly.
154          *
155          * step:
156          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
157          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
158          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
159          */
160         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
161                         enum mpol_rebind_step step);
162 } mpol_ops[MPOL_MAX];
163
164 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
165 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
166 {
167         return nodes_intersects(*nodemask, node_states[N_MEMORY]);
168 }
169
170 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
171 {
172         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
173 }
174
175 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
176                                    const nodemask_t *rel)
177 {
178         nodemask_t tmp;
179         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
180         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
181 }
182
183 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
184 {
185         if (nodes_empty(*nodes))
186                 return -EINVAL;
187         pol->v.nodes = *nodes;
188         return 0;
189 }
190
191 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
192 {
193         if (!nodes)
194                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
195         else if (nodes_empty(*nodes))
196                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
197         else
198                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
199         return 0;
200 }
201
202 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
203 {
204         if (!is_valid_nodemask(nodes))
205                 return -EINVAL;
206         pol->v.nodes = *nodes;
207         return 0;
208 }
209
210 /*
211  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
212  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
213  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
214  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
215  *
216  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
217  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
218  */
219 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
220                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
221 {
222         int ret;
223
224         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
225         if (pol == NULL)
226                 return 0;
227         /* Check N_MEMORY */
228         nodes_and(nsc->mask1,
229                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
230
231         VM_BUG_ON(!nodes);
232         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
233                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
234         else {
235                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
236                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
237                 else
238                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
239
240                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
241                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
242                 else
243                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
244                                                 cpuset_current_mems_allowed;
245         }
246
247         if (nodes)
248                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
249         else
250                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
251         return ret;
252 }
253
254 /*
255  * This function just creates a new policy, does some check and simple
256  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
257  */
258 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
259                                   nodemask_t *nodes)
260 {
261         struct mempolicy *policy;
262
263         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
264                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
265
266         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
267                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
268                         return ERR_PTR(-EINVAL);
269                 return NULL;
270         }
271         VM_BUG_ON(!nodes);
272
273         /*
274          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
275          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
276          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
277          */
278         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
279                 if (nodes_empty(*nodes)) {
280                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
281                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
282                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
283                 }
284         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
285                 if (!nodes_empty(*nodes))
286                         return ERR_PTR(-EINVAL);
287                 mode = MPOL_PREFERRED;
288         } else if (nodes_empty(*nodes))
289                 return ERR_PTR(-EINVAL);
290         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
291         if (!policy)
292                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
293         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
294         policy->mode = mode;
295         policy->flags = flags;
296
297         return policy;
298 }
299
300 /* Slow path of a mpol destructor. */
301 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
302 {
303         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
304                 return;
305         kmem_cache_free(policy_cache, p);
306 }
307
308 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
309                                 enum mpol_rebind_step step)
310 {
311 }
312
313 /*
314  * step:
315  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
316  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
317  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
318  */
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
320                                  enum mpol_rebind_step step)
321 {
322         nodemask_t tmp;
323
324         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
325                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
326         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
327                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
328         else {
329                 /*
330                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
331                  * result
332                  */
333                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
334                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
335                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
336                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
337                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
338                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
339                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
340                 } else
341                         BUG();
342         }
343
344         if (nodes_empty(tmp))
345                 tmp = *nodes;
346
347         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
348                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
349         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
350                 pol->v.nodes = tmp;
351         else
352                 BUG();
353
354         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
355                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
356                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
357                         current->il_next = first_node(tmp);
358                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
359                         current->il_next = numa_node_id();
360         }
361 }
362
363 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
364                                   const nodemask_t *nodes,
365                                   enum mpol_rebind_step step)
366 {
367         nodemask_t tmp;
368
369         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
370                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
371
372                 if (node_isset(node, *nodes)) {
373                         pol->v.preferred_node = node;
374                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
375                 } else
376                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
377         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
378                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
379                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
380         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
381                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
382                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
383                                                    *nodes);
384                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
385         }
386 }
387
388 /*
389  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
390  *
391  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
392  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
393  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
394  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
395  * page.
396  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
397  * rebind directly.
398  *
399  * step:
400  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
401  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
402  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
403  */
404 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
405                                 enum mpol_rebind_step step)
406 {
407         if (!pol)
408                 return;
409         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == MPOL_REBIND_ONCE &&
410             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
411                 return;
412
413         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
414                 return;
415
416         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
417                 BUG();
418
419         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
420                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
421         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
422                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
423         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
424                 BUG();
425
426         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
427 }
428
429 /*
430  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
431  * pointer, and updates task mempolicy.
432  *
433  * Called with task's alloc_lock held.
434  */
435
436 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
437                         enum mpol_rebind_step step)
438 {
439         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
440 }
441
442 /*
443  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
444  *
445  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
446  */
447
448 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
449 {
450         struct vm_area_struct *vma;
451
452         down_write(&mm->mmap_sem);
453         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
454                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
455         up_write(&mm->mmap_sem);
456 }
457
458 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
459         [MPOL_DEFAULT] = {
460                 .rebind = mpol_rebind_default,
461         },
462         [MPOL_INTERLEAVE] = {
463                 .create = mpol_new_interleave,
464                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
465         },
466         [MPOL_PREFERRED] = {
467                 .create = mpol_new_preferred,
468                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
469         },
470         [MPOL_BIND] = {
471                 .create = mpol_new_bind,
472                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
473         },
474 };
475
476 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
477                                 unsigned long flags);
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  */
483 static int queue_pages_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
484                 unsigned long addr, unsigned long end,
485                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
486                 void *private)
487 {
488         pte_t *orig_pte;
489         pte_t *pte;
490         spinlock_t *ptl;
491
492         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
493         do {
494                 struct page *page;
495                 int nid;
496
497                 if (!pte_present(*pte))
498                         continue;
499                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
500                 if (!page)
501                         continue;
502                 /*
503                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
504                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
505                  */
506                 if (PageReserved(page))
507                         continue;
508                 nid = page_to_nid(page);
509                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
510                         continue;
511
512                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
513                         migrate_page_add(page, private, flags);
514                 else
515                         break;
516         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
517         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
518         return addr != end;
519 }
520
521 static void queue_pages_hugetlb_pmd_range(struct vm_area_struct *vma,
522                 pmd_t *pmd, const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
523                                     void *private)
524 {
525 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
526         int nid;
527         struct page *page;
528
529         spin_lock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
530         page = pte_page(huge_ptep_get((pte_t *)pmd));
531         nid = page_to_nid(page);
532         if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
533                 goto unlock;
534         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
535         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
536             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
537                 isolate_huge_page(page, private);
538 unlock:
539         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
540 #else
541         BUG();
542 #endif
543 }
544
545 static inline int queue_pages_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
546                 unsigned long addr, unsigned long end,
547                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
548                 void *private)
549 {
550         pmd_t *pmd;
551         unsigned long next;
552
553         pmd = pmd_offset(pud, addr);
554         do {
555                 next = pmd_addr_end(addr, end);
556                 if (!pmd_present(*pmd))
557                         continue;
558                 if (pmd_huge(*pmd) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
559                         queue_pages_hugetlb_pmd_range(vma, pmd, nodes,
560                                                 flags, private);
561                         continue;
562                 }
563                 split_huge_page_pmd(vma, addr, pmd);
564                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
565                         continue;
566                 if (queue_pages_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
567                                     flags, private))
568                         return -EIO;
569         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
570         return 0;
571 }
572
573 static inline int queue_pages_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
574                 unsigned long addr, unsigned long end,
575                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
576                 void *private)
577 {
578         pud_t *pud;
579         unsigned long next;
580
581         pud = pud_offset(pgd, addr);
582         do {
583                 next = pud_addr_end(addr, end);
584                 if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma))
585                         continue;
586                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
587                         continue;
588                 if (queue_pages_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
589                                     flags, private))
590                         return -EIO;
591         } while (pud++, addr = next, addr != end);
592         return 0;
593 }
594
595 static inline int queue_pages_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
596                 unsigned long addr, unsigned long end,
597                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
598                 void *private)
599 {
600         pgd_t *pgd;
601         unsigned long next;
602
603         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
604         do {
605                 next = pgd_addr_end(addr, end);
606                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
607                         continue;
608                 if (queue_pages_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
609                                     flags, private))
610                         return -EIO;
611         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
612         return 0;
613 }
614
615 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_NUMA_PROT_NONE
616 /*
617  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
618  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
619  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
620  *
621  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
622  * an architecture makes a different choice, it will need further
623  * changes to the core.
624  */
625 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
626                         unsigned long addr, unsigned long end)
627 {
628         int nr_updated;
629         BUILD_BUG_ON(_PAGE_NUMA != _PAGE_PROTNONE);
630
631         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, vma->vm_page_prot, 0, 1);
632         if (nr_updated)
633                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
634
635         return nr_updated;
636 }
637 #else
638 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
639                         unsigned long addr, unsigned long end)
640 {
641         return 0;
642 }
643 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_NUMA_PROT_NONE */
644
645 /*
646  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
647  *
648  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
649  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
650  * passed via @private.)
651  */
652 static struct vm_area_struct *
653 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
654                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
655 {
656         int err;
657         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
658
659
660         first = find_vma(mm, start);
661         if (!first)
662                 return ERR_PTR(-EFAULT);
663         prev = NULL;
664         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
665                 unsigned long endvma = vma->vm_end;
666
667                 if (endvma > end)
668                         endvma = end;
669                 if (vma->vm_start > start)
670                         start = vma->vm_start;
671
672                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
673                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
674                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
675                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
676                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
677                 }
678
679                 if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
680                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
681                         goto next;
682                 }
683
684                 if ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
685                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
686                       vma_migratable(vma))) {
687
688                         err = queue_pages_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
689                                                 flags, private);
690                         if (err) {
691                                 first = ERR_PTR(err);
692                                 break;
693                         }
694                 }
695 next:
696                 prev = vma;
697         }
698         return first;
699 }
700
701 /*
702  * Apply policy to a single VMA
703  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
704  */
705 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
706                                                 struct mempolicy *pol)
707 {
708         int err;
709         struct mempolicy *old;
710         struct mempolicy *new;
711
712         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
713                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
714                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
715                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
716
717         new = mpol_dup(pol);
718         if (IS_ERR(new))
719                 return PTR_ERR(new);
720
721         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
722                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
723                 if (err)
724                         goto err_out;
725         }
726
727         old = vma->vm_policy;
728         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
729         mpol_put(old);
730
731         return 0;
732  err_out:
733         mpol_put(new);
734         return err;
735 }
736
737 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
738 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
739                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
740 {
741         struct vm_area_struct *next;
742         struct vm_area_struct *prev;
743         struct vm_area_struct *vma;
744         int err = 0;
745         pgoff_t pgoff;
746         unsigned long vmstart;
747         unsigned long vmend;
748
749         vma = find_vma(mm, start);
750         if (!vma || vma->vm_start > start)
751                 return -EFAULT;
752
753         prev = vma->vm_prev;
754         if (start > vma->vm_start)
755                 prev = vma;
756
757         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
758                 next = vma->vm_next;
759                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
760                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
761
762                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
763                         continue;
764
765                 pgoff = vma->vm_pgoff +
766                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
767                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
768                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
769                                   new_pol);
770                 if (prev) {
771                         vma = prev;
772                         next = vma->vm_next;
773                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
774                                 continue;
775                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
776                         goto replace;
777                 }
778                 if (vma->vm_start != vmstart) {
779                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
780                         if (err)
781                                 goto out;
782                 }
783                 if (vma->vm_end != vmend) {
784                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
785                         if (err)
786                                 goto out;
787                 }
788  replace:
789                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
790                 if (err)
791                         goto out;
792         }
793
794  out:
795         return err;
796 }
797
798 /*
799  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
800  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
801  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
802  *
803  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
804  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
805  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
806  *
807  * The above limitation is why this routine has the funny name
808  * mpol_fix_fork_child_flag().
809  *
810  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
811  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
812  * for use within this file.
813  */
814
815 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
816 {
817         if (p->mempolicy)
818                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
819         else
820                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
821 }
822
823 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
824 {
825         mpol_fix_fork_child_flag(current);
826 }
827
828 /* Set the process memory policy */
829 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
830                              nodemask_t *nodes)
831 {
832         struct mempolicy *new, *old;
833         struct mm_struct *mm = current->mm;
834         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
835         int ret;
836
837         if (!scratch)
838                 return -ENOMEM;
839
840         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
841         if (IS_ERR(new)) {
842                 ret = PTR_ERR(new);
843                 goto out;
844         }
845         /*
846          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
847          * is using it.
848          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
849          * with no 'mm'.
850          */
851         if (mm)
852                 down_write(&mm->mmap_sem);
853         task_lock(current);
854         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
855         if (ret) {
856                 task_unlock(current);
857                 if (mm)
858                         up_write(&mm->mmap_sem);
859                 mpol_put(new);
860                 goto out;
861         }
862         old = current->mempolicy;
863         current->mempolicy = new;
864         mpol_set_task_struct_flag();
865         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
866             nodes_weight(new->v.nodes))
867                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
868         task_unlock(current);
869         if (mm)
870                 up_write(&mm->mmap_sem);
871
872         mpol_put(old);
873         ret = 0;
874 out:
875         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
876         return ret;
877 }
878
879 /*
880  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
881  *
882  * Called with task's alloc_lock held
883  */
884 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
885 {
886         nodes_clear(*nodes);
887         if (p == &default_policy)
888                 return;
889
890         switch (p->mode) {
891         case MPOL_BIND:
892                 /* Fall through */
893         case MPOL_INTERLEAVE:
894                 *nodes = p->v.nodes;
895                 break;
896         case MPOL_PREFERRED:
897                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
898                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
899                 /* else return empty node mask for local allocation */
900                 break;
901         default:
902                 BUG();
903         }
904 }
905
906 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
907 {
908         struct page *p;
909         int err;
910
911         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
912         if (err >= 0) {
913                 err = page_to_nid(p);
914                 put_page(p);
915         }
916         return err;
917 }
918
919 /* Retrieve NUMA policy */
920 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
921                              unsigned long addr, unsigned long flags)
922 {
923         int err;
924         struct mm_struct *mm = current->mm;
925         struct vm_area_struct *vma = NULL;
926         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
927
928         if (flags &
929                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
930                 return -EINVAL;
931
932         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
933                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
934                         return -EINVAL;
935                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
936                 task_lock(current);
937                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
938                 task_unlock(current);
939                 return 0;
940         }
941
942         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
943                 /*
944                  * Do NOT fall back to task policy if the
945                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
946                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
947                  */
948                 down_read(&mm->mmap_sem);
949                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
950                 if (!vma) {
951                         up_read(&mm->mmap_sem);
952                         return -EFAULT;
953                 }
954                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
955                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
956                 else
957                         pol = vma->vm_policy;
958         } else if (addr)
959                 return -EINVAL;
960
961         if (!pol)
962                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
963
964         if (flags & MPOL_F_NODE) {
965                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
966                         err = lookup_node(mm, addr);
967                         if (err < 0)
968                                 goto out;
969                         *policy = err;
970                 } else if (pol == current->mempolicy &&
971                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
972                         *policy = current->il_next;
973                 } else {
974                         err = -EINVAL;
975                         goto out;
976                 }
977         } else {
978                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
979                                                 pol->mode;
980                 /*
981                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
982                  * the policy to userspace.
983                  */
984                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
985         }
986
987         if (vma) {
988                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
989                 vma = NULL;
990         }
991
992         err = 0;
993         if (nmask) {
994                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
995                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
996                 } else {
997                         task_lock(current);
998                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
999                         task_unlock(current);
1000                 }
1001         }
1002
1003  out:
1004         mpol_cond_put(pol);
1005         if (vma)
1006                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
1007         return err;
1008 }
1009
1010 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1011 /*
1012  * page migration
1013  */
1014 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1015                                 unsigned long flags)
1016 {
1017         /*
1018          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1019          */
1020         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
1021                 if (!isolate_lru_page(page)) {
1022                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
1023                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1024                                             page_is_file_cache(page));
1025                 }
1026         }
1027 }
1028
1029 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
1030 {
1031         if (PageHuge(page))
1032                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1033                                         node);
1034         else
1035                 return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Migrate pages from one node to a target node.
1040  * Returns error or the number of pages not migrated.
1041  */
1042 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1043                            int flags)
1044 {
1045         nodemask_t nmask;
1046         LIST_HEAD(pagelist);
1047         int err = 0;
1048
1049         nodes_clear(nmask);
1050         node_set(source, nmask);
1051
1052         /*
1053          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1054          * need migration.  Between passing in the full user address
1055          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1056          */
1057         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1058         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1059                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1060
1061         if (!list_empty(&pagelist)) {
1062                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
1063                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1064                 if (err)
1065                         putback_movable_pages(&pagelist);
1066         }
1067
1068         return err;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1073  * layout as much as possible.
1074  *
1075  * Returns the number of page that could not be moved.
1076  */
1077 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1078                      const nodemask_t *to, int flags)
1079 {
1080         int busy = 0;
1081         int err;
1082         nodemask_t tmp;
1083
1084         err = migrate_prep();
1085         if (err)
1086                 return err;
1087
1088         down_read(&mm->mmap_sem);
1089
1090         err = migrate_vmas(mm, from, to, flags);
1091         if (err)
1092                 goto out;
1093
1094         /*
1095          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1096          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1097          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1098          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1099          *
1100          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1101          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1102          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1103          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1104          *
1105          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1106          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1107          * (nothing left to migrate).
1108          *
1109          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1110          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1111          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1112          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1113          * before migrating outgoing memory source that same node.
1114          *
1115          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1116          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1117          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1118          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1119          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1120          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1121          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1122          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1123          */
1124
1125         tmp = *from;
1126         while (!nodes_empty(tmp)) {
1127                 int s,d;
1128                 int source = 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          * queue_pages_range() confirms that @page belongs to some vma,
1201          * so vma shouldn't be NULL.
1202          */
1203         BUG_ON(!vma);
1204
1205         if (PageHuge(page))
1206                 return alloc_huge_page_noerr(vma, address, 1);
1207         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1208 }
1209 #else
1210
1211 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1212                                 unsigned long flags)
1213 {
1214 }
1215
1216 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1217                      const nodemask_t *to, int flags)
1218 {
1219         return -ENOSYS;
1220 }
1221
1222 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1223 {
1224         return NULL;
1225 }
1226 #endif
1227
1228 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1229                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1230                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1231 {
1232         struct vm_area_struct *vma;
1233         struct mm_struct *mm = current->mm;
1234         struct mempolicy *new;
1235         unsigned long end;
1236         int err;
1237         LIST_HEAD(pagelist);
1238
1239         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1240                 return -EINVAL;
1241         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1242                 return -EPERM;
1243
1244         if (start & ~PAGE_MASK)
1245                 return -EINVAL;
1246
1247         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1248                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1249
1250         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1251         end = start + len;
1252
1253         if (end < start)
1254                 return -EINVAL;
1255         if (end == start)
1256                 return 0;
1257
1258         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1259         if (IS_ERR(new))
1260                 return PTR_ERR(new);
1261
1262         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1263                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1264
1265         /*
1266          * If we are using the default policy then operation
1267          * on discontinuous address spaces is okay after all
1268          */
1269         if (!new)
1270                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1271
1272         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1273                  start, start + len, mode, mode_flags,
1274                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1275
1276         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1277
1278                 err = migrate_prep();
1279                 if (err)
1280                         goto mpol_out;
1281         }
1282         {
1283                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1284                 if (scratch) {
1285                         down_write(&mm->mmap_sem);
1286                         task_lock(current);
1287                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1288                         task_unlock(current);
1289                         if (err)
1290                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1291                 } else
1292                         err = -ENOMEM;
1293                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1294         }
1295         if (err)
1296                 goto mpol_out;
1297
1298         vma = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1299                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1300
1301         err = PTR_ERR(vma);     /* maybe ... */
1302         if (!IS_ERR(vma))
1303                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1304
1305         if (!err) {
1306                 int nr_failed = 0;
1307
1308                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1309                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1310                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1311                                         (unsigned long)vma,
1312                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1313                         if (nr_failed)
1314                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1315                 }
1316
1317                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1318                         err = -EIO;
1319         } else
1320                 putback_lru_pages(&pagelist);
1321
1322         up_write(&mm->mmap_sem);
1323  mpol_out:
1324         mpol_put(new);
1325         return err;
1326 }
1327
1328 /*
1329  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1330  */
1331
1332 /* Copy a node mask from user space. */
1333 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1334                      unsigned long maxnode)
1335 {
1336         unsigned long k;
1337         unsigned long nlongs;
1338         unsigned long endmask;
1339
1340         --maxnode;
1341         nodes_clear(*nodes);
1342         if (maxnode == 0 || !nmask)
1343                 return 0;
1344         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1345                 return -EINVAL;
1346
1347         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1348         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1349                 endmask = ~0UL;
1350         else
1351                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1352
1353         /* When the user specified more nodes than supported just check
1354            if the non supported part is all zero. */
1355         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1356                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1357                         return -EINVAL;
1358                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1359                         unsigned long t;
1360                         if (get_user(t, nmask + k))
1361                                 return -EFAULT;
1362                         if (k == nlongs - 1) {
1363                                 if (t & endmask)
1364                                         return -EINVAL;
1365                         } else if (t)
1366                                 return -EINVAL;
1367                 }
1368                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1369                 endmask = ~0UL;
1370         }
1371
1372         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1373                 return -EFAULT;
1374         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1375         return 0;
1376 }
1377
1378 /* Copy a kernel node mask to user space */
1379 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1380                               nodemask_t *nodes)
1381 {
1382         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1383         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1384
1385         if (copy > nbytes) {
1386                 if (copy > PAGE_SIZE)
1387                         return -EINVAL;
1388                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1389                         return -EFAULT;
1390                 copy = nbytes;
1391         }
1392         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1393 }
1394
1395 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1396                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1397                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1398 {
1399         nodemask_t nodes;
1400         int err;
1401         unsigned short mode_flags;
1402
1403         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1404         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1405         if (mode >= MPOL_MAX)
1406                 return -EINVAL;
1407         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1408             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1409                 return -EINVAL;
1410         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1411         if (err)
1412                 return err;
1413         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1414 }
1415
1416 /* Set the process memory policy */
1417 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1418                 unsigned long, maxnode)
1419 {
1420         int err;
1421         nodemask_t nodes;
1422         unsigned short flags;
1423
1424         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1425         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1426         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1427                 return -EINVAL;
1428         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1429                 return -EINVAL;
1430         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1431         if (err)
1432                 return err;
1433         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1434 }
1435
1436 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1437                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1438                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1439 {
1440         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1441         struct mm_struct *mm = NULL;
1442         struct task_struct *task;
1443         nodemask_t task_nodes;
1444         int err;
1445         nodemask_t *old;
1446         nodemask_t *new;
1447         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1448
1449         if (!scratch)
1450                 return -ENOMEM;
1451
1452         old = &scratch->mask1;
1453         new = &scratch->mask2;
1454
1455         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1456         if (err)
1457                 goto out;
1458
1459         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1460         if (err)
1461                 goto out;
1462
1463         /* Find the mm_struct */
1464         rcu_read_lock();
1465         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1466         if (!task) {
1467                 rcu_read_unlock();
1468                 err = -ESRCH;
1469                 goto out;
1470         }
1471         get_task_struct(task);
1472
1473         err = -EINVAL;
1474
1475         /*
1476          * Check if this process has the right to modify the specified
1477          * process. The right exists if the process has administrative
1478          * capabilities, superuser privileges or the same
1479          * userid as the target process.
1480          */
1481         tcred = __task_cred(task);
1482         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1483             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1484             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1485                 rcu_read_unlock();
1486                 err = -EPERM;
1487                 goto out_put;
1488         }
1489         rcu_read_unlock();
1490
1491         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1492         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1493         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1494                 err = -EPERM;
1495                 goto out_put;
1496         }
1497
1498         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_MEMORY])) {
1499                 err = -EINVAL;
1500                 goto out_put;
1501         }
1502
1503         err = security_task_movememory(task);
1504         if (err)
1505                 goto out_put;
1506
1507         mm = get_task_mm(task);
1508         put_task_struct(task);
1509
1510         if (!mm) {
1511                 err = -EINVAL;
1512                 goto out;
1513         }
1514
1515         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1516                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1517
1518         mmput(mm);
1519 out:
1520         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1521
1522         return err;
1523
1524 out_put:
1525         put_task_struct(task);
1526         goto out;
1527
1528 }
1529
1530
1531 /* Retrieve NUMA policy */
1532 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1533                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1534                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1535 {
1536         int err;
1537         int uninitialized_var(pval);
1538         nodemask_t nodes;
1539
1540         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1541                 return -EINVAL;
1542
1543         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1544
1545         if (err)
1546                 return err;
1547
1548         if (policy && put_user(pval, policy))
1549                 return -EFAULT;
1550
1551         if (nmask)
1552                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1553
1554         return err;
1555 }
1556
1557 #ifdef CONFIG_COMPAT
1558
1559 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1560                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1561                                      compat_ulong_t maxnode,
1562                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1563 {
1564         long err;
1565         unsigned long __user *nm = NULL;
1566         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1567         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1568
1569         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1570         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1571
1572         if (nmask)
1573                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1574
1575         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1576
1577         if (!err && nmask) {
1578                 unsigned long copy_size;
1579                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1580                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1581                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1582                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1583                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1584         }
1585
1586         return err;
1587 }
1588
1589 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1590                                      compat_ulong_t maxnode)
1591 {
1592         long err = 0;
1593         unsigned long __user *nm = NULL;
1594         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1595         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1596
1597         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1598         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1599
1600         if (nmask) {
1601                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1602                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1603                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1604         }
1605
1606         if (err)
1607                 return -EFAULT;
1608
1609         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1610 }
1611
1612 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1613                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1614                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1615 {
1616         long err = 0;
1617         unsigned long __user *nm = NULL;
1618         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1619         nodemask_t bm;
1620
1621         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1622         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1623
1624         if (nmask) {
1625                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1626                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1627                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1628         }
1629
1630         if (err)
1631                 return -EFAULT;
1632
1633         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1634 }
1635
1636 #endif
1637
1638 /*
1639  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1640  * @task - task for fallback if vma policy == default
1641  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1642  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1643  *
1644  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1645  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1646  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies must be
1647  * protected by task_lock(task) by the caller.
1648  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1649  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1650  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1651  * extra reference for shared policies.
1652  */
1653 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1654                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1655 {
1656         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1657
1658         if (vma) {
1659                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1660                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1661                                                                         addr);
1662                         if (vpol)
1663                                 pol = vpol;
1664                 } else if (vma->vm_policy) {
1665                         pol = vma->vm_policy;
1666
1667                         /*
1668                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1669                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1670                          * count on these policies which will be dropped by
1671                          * mpol_cond_put() later
1672                          */
1673                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1674                                 mpol_get(pol);
1675                 }
1676         }
1677         if (!pol)
1678                 pol = &default_policy;
1679         return pol;
1680 }
1681
1682 bool vma_policy_mof(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma)
1683 {
1684         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1685         if (vma) {
1686                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1687                         bool ret = false;
1688
1689                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1690                         if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1691                                 ret = true;
1692                         mpol_cond_put(pol);
1693
1694                         return ret;
1695                 } else if (vma->vm_policy) {
1696                         pol = vma->vm_policy;
1697                 }
1698         }
1699
1700         if (!pol)
1701                 return default_policy.flags & MPOL_F_MOF;
1702
1703         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1704 }
1705
1706 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1707 {
1708         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1709
1710         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1711
1712         /*
1713          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1714          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1715          *
1716          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1717          * so if the following test faile, it implies
1718          * policy->v.nodes has movable memory only.
1719          */
1720         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1721                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1722
1723         return zone >= dynamic_policy_zone;
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1728  * page allocation
1729  */
1730 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1731 {
1732         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1733         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1734                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1735                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1736                 return &policy->v.nodes;
1737
1738         return NULL;
1739 }
1740
1741 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1742 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1743         int nd)
1744 {
1745         switch (policy->mode) {
1746         case MPOL_PREFERRED:
1747                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1748                         nd = policy->v.preferred_node;
1749                 break;
1750         case MPOL_BIND:
1751                 /*
1752                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1753                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1754                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1755                  * the first node in the mask instead.
1756                  */
1757                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1758                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1759                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1760                 break;
1761         default:
1762                 BUG();
1763         }
1764         return node_zonelist(nd, gfp);
1765 }
1766
1767 /* Do dynamic interleaving for a process */
1768 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1769 {
1770         unsigned nid, next;
1771         struct task_struct *me = current;
1772
1773         nid = me->il_next;
1774         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1775         if (next >= MAX_NUMNODES)
1776                 next = first_node(policy->v.nodes);
1777         if (next < MAX_NUMNODES)
1778                 me->il_next = next;
1779         return nid;
1780 }
1781
1782 /*
1783  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1784  * next slab entry.
1785  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1786  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1787  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1788  * such protection.
1789  */
1790 unsigned slab_node(void)
1791 {
1792         struct mempolicy *policy;
1793
1794         if (in_interrupt())
1795                 return numa_node_id();
1796
1797         policy = current->mempolicy;
1798         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1799                 return numa_node_id();
1800
1801         switch (policy->mode) {
1802         case MPOL_PREFERRED:
1803                 /*
1804                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1805                  */
1806                 return policy->v.preferred_node;
1807
1808         case MPOL_INTERLEAVE:
1809                 return interleave_nodes(policy);
1810
1811         case MPOL_BIND: {
1812                 /*
1813                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1814                  * first node.
1815                  */
1816                 struct zonelist *zonelist;
1817                 struct zone *zone;
1818                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1819                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1820                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1821                                                         &policy->v.nodes,
1822                                                         &zone);
1823                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1824         }
1825
1826         default:
1827                 BUG();
1828         }
1829 }
1830
1831 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1832 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1833                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1834 {
1835         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1836         unsigned target;
1837         int c;
1838         int nid = NUMA_NO_NODE;
1839
1840         if (!nnodes)
1841                 return numa_node_id();
1842         target = (unsigned int)off % nnodes;
1843         c = 0;
1844         do {
1845                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1846                 c++;
1847         } while (c <= target);
1848         return nid;
1849 }
1850
1851 /* Determine a node number for interleave */
1852 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1853                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1854 {
1855         if (vma) {
1856                 unsigned long off;
1857
1858                 /*
1859                  * for small pages, there is no difference between
1860                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1861                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1862                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1863                  * a useful offset.
1864                  */
1865                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1866                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1867                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1868                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1869         } else
1870                 return interleave_nodes(pol);
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1875  * (returns NUMA_NO_NODE if nodemask is empty)
1876  */
1877 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1878 {
1879         int w, bit = NUMA_NO_NODE;
1880
1881         w = nodes_weight(*maskp);
1882         if (w)
1883                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1884                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1885         return bit;
1886 }
1887
1888 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1889 /*
1890  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1891  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1892  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1893  * @gfp_flags = for requested zone
1894  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1895  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1896  *
1897  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1898  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1899  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1900  * @nodemask for filtering the zonelist.
1901  *
1902  * Must be protected by get_mems_allowed()
1903  */
1904 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1905                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1906                                 nodemask_t **nodemask)
1907 {
1908         struct zonelist *zl;
1909
1910         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1911         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1912
1913         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1914                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1915                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1916         } else {
1917                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1918                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1919                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1920         }
1921         return zl;
1922 }
1923
1924 /*
1925  * init_nodemask_of_mempolicy
1926  *
1927  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1928  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1929  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1930  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1931  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1932  * of non-default mempolicy.
1933  *
1934  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1935  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1936  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1937  *
1938  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1939  */
1940 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1941 {
1942         struct mempolicy *mempolicy;
1943         int nid;
1944
1945         if (!(mask && current->mempolicy))
1946                 return false;
1947
1948         task_lock(current);
1949         mempolicy = current->mempolicy;
1950         switch (mempolicy->mode) {
1951         case MPOL_PREFERRED:
1952                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1953                         nid = numa_node_id();
1954                 else
1955                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1956                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1957                 break;
1958
1959         case MPOL_BIND:
1960                 /* Fall through */
1961         case MPOL_INTERLEAVE:
1962                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1963                 break;
1964
1965         default:
1966                 BUG();
1967         }
1968         task_unlock(current);
1969
1970         return true;
1971 }
1972 #endif
1973
1974 /*
1975  * mempolicy_nodemask_intersects
1976  *
1977  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1978  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1979  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1980  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1981  *
1982  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1983  */
1984 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1985                                         const nodemask_t *mask)
1986 {
1987         struct mempolicy *mempolicy;
1988         bool ret = true;
1989
1990         if (!mask)
1991                 return ret;
1992         task_lock(tsk);
1993         mempolicy = tsk->mempolicy;
1994         if (!mempolicy)
1995                 goto out;
1996
1997         switch (mempolicy->mode) {
1998         case MPOL_PREFERRED:
1999                 /*
2000                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2001                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2002                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2003                  * nodes in mask.
2004                  */
2005                 break;
2006         case MPOL_BIND:
2007         case MPOL_INTERLEAVE:
2008                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2009                 break;
2010         default:
2011                 BUG();
2012         }
2013 out:
2014         task_unlock(tsk);
2015         return ret;
2016 }
2017
2018 /* Allocate a page in interleaved policy.
2019    Own path because it needs to do special accounting. */
2020 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2021                                         unsigned nid)
2022 {
2023         struct zonelist *zl;
2024         struct page *page;
2025
2026         zl = node_zonelist(nid, gfp);
2027         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
2028         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
2029                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2030         return page;
2031 }
2032
2033 /**
2034  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2035  *
2036  *      @gfp:
2037  *      %GFP_USER    user allocation.
2038  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2039  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2040  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2041  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2042  *
2043  *      @order:Order of the GFP allocation.
2044  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2045  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2046  *
2047  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2048  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2049  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2050  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2051  *      all allocations for pages that will be mapped into
2052  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
2053  *
2054  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
2055  */
2056 struct page *
2057 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2058                 unsigned long addr, int node)
2059 {
2060         struct mempolicy *pol;
2061         struct page *page;
2062         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2063
2064 retry_cpuset:
2065         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2066         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2067
2068         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2069                 unsigned nid;
2070
2071                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2072                 mpol_cond_put(pol);
2073                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2074                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2075                         goto retry_cpuset;
2076
2077                 return page;
2078         }
2079         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2080                                       policy_zonelist(gfp, pol, node),
2081                                       policy_nodemask(gfp, pol));
2082         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol)))
2083                 __mpol_put(pol);
2084         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2085                 goto retry_cpuset;
2086         return page;
2087 }
2088
2089 /**
2090  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2091  *
2092  *      @gfp:
2093  *              %GFP_USER   user allocation,
2094  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2095  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2096  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2097  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2098  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2099  *
2100  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2101  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2102  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2103  *
2104  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
2105  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
2106  *      2) allocating for current task (not interrupt).
2107  */
2108 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2109 {
2110         struct mempolicy *pol = get_task_policy(current);
2111         struct page *page;
2112         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2113
2114         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
2115                 pol = &default_policy;
2116
2117 retry_cpuset:
2118         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2119
2120         /*
2121          * No reference counting needed for current->mempolicy
2122          * nor system default_policy
2123          */
2124         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2125                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2126         else
2127                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2128                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
2129                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2130
2131         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2132                 goto retry_cpuset;
2133
2134         return page;
2135 }
2136 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2137
2138 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2139 {
2140         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2141
2142         if (IS_ERR(pol))
2143                 return PTR_ERR(pol);
2144         dst->vm_policy = pol;
2145         return 0;
2146 }
2147
2148 /*
2149  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2150  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2151  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2152  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2153  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2154  *
2155  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2156  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2157  */
2158
2159 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2160 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2161 {
2162         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2163
2164         if (!new)
2165                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2166
2167         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2168         if (old == current->mempolicy) {
2169                 task_lock(current);
2170                 *new = *old;
2171                 task_unlock(current);
2172         } else
2173                 *new = *old;
2174
2175         rcu_read_lock();
2176         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2177                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2178                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2179                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2180                 else
2181                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2182         }
2183         rcu_read_unlock();
2184         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2185         return new;
2186 }
2187
2188 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2189 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2190 {
2191         if (!a || !b)
2192                 return false;
2193         if (a->mode != b->mode)
2194                 return false;
2195         if (a->flags != b->flags)
2196                 return false;
2197         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2198                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2199                         return false;
2200
2201         switch (a->mode) {
2202         case MPOL_BIND:
2203                 /* Fall through */
2204         case MPOL_INTERLEAVE:
2205                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2206         case MPOL_PREFERRED:
2207                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2208         default:
2209                 BUG();
2210                 return false;
2211         }
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Shared memory backing store policy support.
2216  *
2217  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2218  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2219  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2220  * for any accesses to the tree.
2221  */
2222
2223 /* lookup first element intersecting start-end */
2224 /* Caller holds sp->lock */
2225 static struct sp_node *
2226 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2227 {
2228         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2229
2230         while (n) {
2231                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2232
2233                 if (start >= p->end)
2234                         n = n->rb_right;
2235                 else if (end <= p->start)
2236                         n = n->rb_left;
2237                 else
2238                         break;
2239         }
2240         if (!n)
2241                 return NULL;
2242         for (;;) {
2243                 struct sp_node *w = NULL;
2244                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2245                 if (!prev)
2246                         break;
2247                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2248                 if (w->end <= start)
2249                         break;
2250                 n = prev;
2251         }
2252         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2253 }
2254
2255 /* Insert a new shared policy into the list. */
2256 /* Caller holds sp->lock */
2257 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2258 {
2259         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2260         struct rb_node *parent = NULL;
2261         struct sp_node *nd;
2262
2263         while (*p) {
2264                 parent = *p;
2265                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2266                 if (new->start < nd->start)
2267                         p = &(*p)->rb_left;
2268                 else if (new->end > nd->end)
2269                         p = &(*p)->rb_right;
2270                 else
2271                         BUG();
2272         }
2273         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2274         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2275         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2276                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2277 }
2278
2279 /* Find shared policy intersecting idx */
2280 struct mempolicy *
2281 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2282 {
2283         struct mempolicy *pol = NULL;
2284         struct sp_node *sn;
2285
2286         if (!sp->root.rb_node)
2287                 return NULL;
2288         spin_lock(&sp->lock);
2289         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2290         if (sn) {
2291                 mpol_get(sn->policy);
2292                 pol = sn->policy;
2293         }
2294         spin_unlock(&sp->lock);
2295         return pol;
2296 }
2297
2298 static void sp_free(struct sp_node *n)
2299 {
2300         mpol_put(n->policy);
2301         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2302 }
2303
2304 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2305 static bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2306 {
2307         /* Never defer a private fault */
2308         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
2309                 return false;
2310
2311         if (p->numa_migrate_deferred) {
2312                 p->numa_migrate_deferred--;
2313                 return true;
2314         }
2315         return false;
2316 }
2317
2318 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2319 {
2320         p->numa_migrate_deferred = sysctl_numa_balancing_migrate_deferred;
2321 }
2322 #else
2323 static inline bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2324 {
2325         return false;
2326 }
2327
2328 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2329 {
2330 }
2331 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2332
2333 /**
2334  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2335  *
2336  * @page   - page to be checked
2337  * @vma    - vm area where page mapped
2338  * @addr   - virtual address where page mapped
2339  *
2340  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2341  * node id.
2342  *
2343  * Returns:
2344  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2345  *      node    - node id where the page should be
2346  *
2347  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2348  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2349  */
2350 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2351 {
2352         struct mempolicy *pol;
2353         struct zone *zone;
2354         int curnid = page_to_nid(page);
2355         unsigned long pgoff;
2356         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2357         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2358         int polnid = -1;
2359         int ret = -1;
2360
2361         BUG_ON(!vma);
2362
2363         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2364         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2365                 goto out;
2366
2367         switch (pol->mode) {
2368         case MPOL_INTERLEAVE:
2369                 BUG_ON(addr >= vma->vm_end);
2370                 BUG_ON(addr < vma->vm_start);
2371
2372                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2373                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2374                 polnid = offset_il_node(pol, vma, pgoff);
2375                 break;
2376
2377         case MPOL_PREFERRED:
2378                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2379                         polnid = numa_node_id();
2380                 else
2381                         polnid = pol->v.preferred_node;
2382                 break;
2383
2384         case MPOL_BIND:
2385                 /*
2386                  * allows binding to multiple nodes.
2387                  * use current page if in policy nodemask,
2388                  * else select nearest allowed node, if any.
2389                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2390                  */
2391                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2392                         goto out;
2393                 (void)first_zones_zonelist(
2394                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2395                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2396                                 &pol->v.nodes, &zone);
2397                 polnid = zone->node;
2398                 break;
2399
2400         default:
2401                 BUG();
2402         }
2403
2404         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2405         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2406                 int last_cpupid;
2407                 int this_cpupid;
2408
2409                 polnid = thisnid;
2410                 this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(thiscpu, current->pid);
2411
2412                 /*
2413                  * Multi-stage node selection is used in conjunction
2414                  * with a periodic migration fault to build a temporal
2415                  * task<->page relation. By using a two-stage filter we
2416                  * remove short/unlikely relations.
2417                  *
2418                  * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist
2419                  * probability, we can equate a task's usage of a
2420                  * particular page (n_p) per total usage of this
2421                  * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
2422                  *
2423                  * Our periodic faults will sample this probability and
2424                  * getting the same result twice in a row, given these
2425                  * samples are fully independent, is then given by
2426                  * P(n)^2, provided our sample period is sufficiently
2427                  * short compared to the usage pattern.
2428                  *
2429                  * This quadric squishes small probabilities, making
2430                  * it less likely we act on an unlikely task<->page
2431                  * relation.
2432                  */
2433                 last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
2434                 if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) && cpupid_to_nid(last_cpupid) != thisnid) {
2435
2436                         /* See sysctl_numa_balancing_migrate_deferred comment */
2437                         if (!cpupid_match_pid(current, last_cpupid))
2438                                 defer_numa_migrate(current);
2439
2440                         goto out;
2441                 }
2442
2443                 /*
2444                  * The quadratic filter above reduces extraneous migration
2445                  * of shared pages somewhat. This code reduces it even more,
2446                  * reducing the overhead of page migrations of shared pages.
2447                  * This makes workloads with shared pages rely more on
2448                  * "move task near its memory", and less on "move memory
2449                  * towards its task", which is exactly what we want.
2450                  */
2451                 if (numa_migrate_deferred(current, last_cpupid))
2452                         goto out;
2453         }
2454
2455         if (curnid != polnid)
2456                 ret = polnid;
2457 out:
2458         mpol_cond_put(pol);
2459
2460         return ret;
2461 }
2462
2463 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2464 {
2465         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2466         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2467         sp_free(n);
2468 }
2469
2470 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2471                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2472 {
2473         node->start = start;
2474         node->end = end;
2475         node->policy = pol;
2476 }
2477
2478 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2479                                 struct mempolicy *pol)
2480 {
2481         struct sp_node *n;
2482         struct mempolicy *newpol;
2483
2484         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2485         if (!n)
2486                 return NULL;
2487
2488         newpol = mpol_dup(pol);
2489         if (IS_ERR(newpol)) {
2490                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2491                 return NULL;
2492         }
2493         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2494         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2495
2496         return n;
2497 }
2498
2499 /* Replace a policy range. */
2500 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2501                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2502 {
2503         struct sp_node *n;
2504         struct sp_node *n_new = NULL;
2505         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2506         int ret = 0;
2507
2508 restart:
2509         spin_lock(&sp->lock);
2510         n = sp_lookup(sp, start, end);
2511         /* Take care of old policies in the same range. */
2512         while (n && n->start < end) {
2513                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2514                 if (n->start >= start) {
2515                         if (n->end <= end)
2516                                 sp_delete(sp, n);
2517                         else
2518                                 n->start = end;
2519                 } else {
2520                         /* Old policy spanning whole new range. */
2521                         if (n->end > end) {
2522                                 if (!n_new)
2523                                         goto alloc_new;
2524
2525                                 *mpol_new = *n->policy;
2526                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2527                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2528                                 n->end = start;
2529                                 sp_insert(sp, n_new);
2530                                 n_new = NULL;
2531                                 mpol_new = NULL;
2532                                 break;
2533                         } else
2534                                 n->end = start;
2535                 }
2536                 if (!next)
2537                         break;
2538                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2539         }
2540         if (new)
2541                 sp_insert(sp, new);
2542         spin_unlock(&sp->lock);
2543         ret = 0;
2544
2545 err_out:
2546         if (mpol_new)
2547                 mpol_put(mpol_new);
2548         if (n_new)
2549                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2550
2551         return ret;
2552
2553 alloc_new:
2554         spin_unlock(&sp->lock);
2555         ret = -ENOMEM;
2556         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2557         if (!n_new)
2558                 goto err_out;
2559         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2560         if (!mpol_new)
2561                 goto err_out;
2562         goto restart;
2563 }
2564
2565 /**
2566  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2567  * @sp: pointer to inode shared policy
2568  * @mpol:  struct mempolicy to install
2569  *
2570  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2571  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2572  * This must be released on exit.
2573  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2574  */
2575 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2576 {
2577         int ret;
2578
2579         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2580         spin_lock_init(&sp->lock);
2581
2582         if (mpol) {
2583                 struct vm_area_struct pvma;
2584                 struct mempolicy *new;
2585                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2586
2587                 if (!scratch)
2588                         goto put_mpol;
2589                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2590                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2591                 if (IS_ERR(new))
2592                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2593
2594                 task_lock(current);
2595                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2596                 task_unlock(current);
2597                 if (ret)
2598                         goto put_new;
2599
2600                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2601                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2602                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2603                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2604
2605 put_new:
2606                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2607 free_scratch:
2608                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2609 put_mpol:
2610                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2611         }
2612 }
2613
2614 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2615                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2616 {
2617         int err;
2618         struct sp_node *new = NULL;
2619         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2620
2621         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2622                  vma->vm_pgoff,
2623                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2624                  npol ? npol->flags : -1,
2625                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2626
2627         if (npol) {
2628                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2629                 if (!new)
2630                         return -ENOMEM;
2631         }
2632         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2633         if (err && new)
2634                 sp_free(new);
2635         return err;
2636 }
2637
2638 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2639 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2640 {
2641         struct sp_node *n;
2642         struct rb_node *next;
2643
2644         if (!p->root.rb_node)
2645                 return;
2646         spin_lock(&p->lock);
2647         next = rb_first(&p->root);
2648         while (next) {
2649                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2650                 next = rb_next(&n->nd);
2651                 sp_delete(p, n);
2652         }
2653         spin_unlock(&p->lock);
2654 }
2655
2656 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2657 static bool __initdata numabalancing_override;
2658
2659 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2660 {
2661         bool numabalancing_default = false;
2662
2663         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2664                 numabalancing_default = true;
2665
2666         if (nr_node_ids > 1 && !numabalancing_override) {
2667                 printk(KERN_INFO "Enabling automatic NUMA balancing. "
2668                         "Configure with numa_balancing= or sysctl");
2669                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2670         }
2671 }
2672
2673 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2674 {
2675         int ret = 0;
2676         if (!str)
2677                 goto out;
2678         numabalancing_override = true;
2679
2680         if (!strcmp(str, "enable")) {
2681                 set_numabalancing_state(true);
2682                 ret = 1;
2683         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2684                 set_numabalancing_state(false);
2685                 ret = 1;
2686         }
2687 out:
2688         if (!ret)
2689                 printk(KERN_WARNING "Unable to parse numa_balancing=\n");
2690
2691         return ret;
2692 }
2693 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2694 #else
2695 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2696 {
2697 }
2698 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2699
2700 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2701 void __init numa_policy_init(void)
2702 {
2703         nodemask_t interleave_nodes;
2704         unsigned long largest = 0;
2705         int nid, prefer = 0;
2706
2707         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2708                                          sizeof(struct mempolicy),
2709                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2710
2711         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2712                                      sizeof(struct sp_node),
2713                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2714
2715         for_each_node(nid) {
2716                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2717                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2718                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2719                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2720                         .v = { .preferred_node = nid, },
2721                 };
2722         }
2723
2724         /*
2725          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2726          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2727          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2728          */
2729         nodes_clear(interleave_nodes);
2730         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2731                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2732
2733                 /* Preserve the largest node */
2734                 if (largest < total_pages) {
2735                         largest = total_pages;
2736                         prefer = nid;
2737                 }
2738
2739                 /* Interleave this node? */
2740                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2741                         node_set(nid, interleave_nodes);
2742         }
2743
2744         /* All too small, use the largest */
2745         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2746                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2747
2748         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2749                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2750
2751         check_numabalancing_enable();
2752 }
2753
2754 /* Reset policy of current process to default */
2755 void numa_default_policy(void)
2756 {
2757         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2758 }
2759
2760 /*
2761  * Parse and format mempolicy from/to strings
2762  */
2763
2764 /*
2765  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2766  */
2767 static const char * const policy_modes[] =
2768 {
2769         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2770         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2771         [MPOL_BIND]       = "bind",
2772         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2773         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2774 };
2775
2776
2777 #ifdef CONFIG_TMPFS
2778 /**
2779  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2780  * @str:  string containing mempolicy to parse
2781  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2782  *
2783  * Format of input:
2784  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2785  *
2786  * On success, returns 0, else 1
2787  */
2788 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2789 {
2790         struct mempolicy *new = NULL;
2791         unsigned short mode;
2792         unsigned short mode_flags;
2793         nodemask_t nodes;
2794         char *nodelist = strchr(str, ':');
2795         char *flags = strchr(str, '=');
2796         int err = 1;
2797
2798         if (nodelist) {
2799                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2800                 *nodelist++ = '\0';
2801                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2802                         goto out;
2803                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2804                         goto out;
2805         } else
2806                 nodes_clear(nodes);
2807
2808         if (flags)
2809                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2810
2811         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2812                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2813                         break;
2814                 }
2815         }
2816         if (mode >= MPOL_MAX)
2817                 goto out;
2818
2819         switch (mode) {
2820         case MPOL_PREFERRED:
2821                 /*
2822                  * Insist on a nodelist of one node only
2823                  */
2824                 if (nodelist) {
2825                         char *rest = nodelist;
2826                         while (isdigit(*rest))
2827                                 rest++;
2828                         if (*rest)
2829                                 goto out;
2830                 }
2831                 break;
2832         case MPOL_INTERLEAVE:
2833                 /*
2834                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2835                  */
2836                 if (!nodelist)
2837                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2838                 break;
2839         case MPOL_LOCAL:
2840                 /*
2841                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2842                  */
2843                 if (nodelist)
2844                         goto out;
2845                 mode = MPOL_PREFERRED;
2846                 break;
2847         case MPOL_DEFAULT:
2848                 /*
2849                  * Insist on a empty nodelist
2850                  */
2851                 if (!nodelist)
2852                         err = 0;
2853                 goto out;
2854         case MPOL_BIND:
2855                 /*
2856                  * Insist on a nodelist
2857                  */
2858                 if (!nodelist)
2859                         goto out;
2860         }
2861
2862         mode_flags = 0;
2863         if (flags) {
2864                 /*
2865                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2866                  * mode flags.
2867                  */
2868                 if (!strcmp(flags, "static"))
2869                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2870                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2871                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2872                 else
2873                         goto out;
2874         }
2875
2876         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2877         if (IS_ERR(new))
2878                 goto out;
2879
2880         /*
2881          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2882          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2883          */
2884         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2885                 new->v.nodes = nodes;
2886         else if (nodelist)
2887                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2888         else
2889                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2890
2891         /*
2892          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2893          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2894          */
2895         new->w.user_nodemask = nodes;
2896
2897         err = 0;
2898
2899 out:
2900         /* Restore string for error message */
2901         if (nodelist)
2902                 *--nodelist = ':';
2903         if (flags)
2904                 *--flags = '=';
2905         if (!err)
2906                 *mpol = new;
2907         return err;
2908 }
2909 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2910
2911 /**
2912  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2913  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2914  * @maxlen:  length of @buffer
2915  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2916  *
2917  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2918  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2919  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2920  */
2921 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2922 {
2923         char *p = buffer;
2924         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2925         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2926         unsigned short flags = 0;
2927
2928         if (pol && pol != &default_policy) {
2929                 mode = pol->mode;
2930                 flags = pol->flags;
2931         }
2932
2933         switch (mode) {
2934         case MPOL_DEFAULT:
2935                 break;
2936         case MPOL_PREFERRED:
2937                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2938                         mode = MPOL_LOCAL;
2939                 else
2940                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2941                 break;
2942         case MPOL_BIND:
2943         case MPOL_INTERLEAVE:
2944                 nodes = pol->v.nodes;
2945                 break;
2946         default:
2947                 WARN_ON_ONCE(1);
2948                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2949                 return;
2950         }
2951
2952         p += snprintf(p, maxlen, policy_modes[mode]);
2953
2954         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2955                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2956
2957                 /*
2958                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2959                  */
2960                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2961                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2962                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2963                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2964         }
2965
2966         if (!nodes_empty(nodes)) {
2967                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, ":");
2968                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2969         }
2970 }