mm/mempolicy: rename check_*range to queue_pages_*range
[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 = -1;
1129                 int dest = 0;
1130
1131                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1132
1133                         /*
1134                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1135                          * node relationship of the pages established between
1136                          * threads and memory areas.
1137                          *
1138                          * However if the number of source nodes is not equal to
1139                          * the number of destination nodes we can not preserve
1140                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1141                          * copying memory from a node that is in the destination
1142                          * mask.
1143                          *
1144                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1145                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1146                          */
1147
1148                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1149                                                 (node_isset(s, *to)))
1150                                 continue;
1151
1152                         d = node_remap(s, *from, *to);
1153                         if (s == d)
1154                                 continue;
1155
1156                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1157                         dest = d;
1158
1159                         /* dest not in remaining from nodes? */
1160                         if (!node_isset(dest, tmp))
1161                                 break;
1162                 }
1163                 if (source == -1)
1164                         break;
1165
1166                 node_clear(source, tmp);
1167                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1168                 if (err > 0)
1169                         busy += err;
1170                 if (err < 0)
1171                         break;
1172         }
1173 out:
1174         up_read(&mm->mmap_sem);
1175         if (err < 0)
1176                 return err;
1177         return busy;
1178
1179 }
1180
1181 /*
1182  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1183  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1184  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1185  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1186  * is in virtual address order.
1187  */
1188 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1189 {
1190         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1191         unsigned long uninitialized_var(address);
1192
1193         while (vma) {
1194                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1195                 if (address != -EFAULT)
1196                         break;
1197                 vma = vma->vm_next;
1198         }
1199
1200         if (PageHuge(page))
1201                 return alloc_huge_page_noerr(vma, address, 1);
1202         /*
1203          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1204          */
1205         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1206 }
1207 #else
1208
1209 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1210                                 unsigned long flags)
1211 {
1212 }
1213
1214 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1215                      const nodemask_t *to, int flags)
1216 {
1217         return -ENOSYS;
1218 }
1219
1220 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1221 {
1222         return NULL;
1223 }
1224 #endif
1225
1226 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1227                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1228                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1229 {
1230         struct vm_area_struct *vma;
1231         struct mm_struct *mm = current->mm;
1232         struct mempolicy *new;
1233         unsigned long end;
1234         int err;
1235         LIST_HEAD(pagelist);
1236
1237         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1238                 return -EINVAL;
1239         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1240                 return -EPERM;
1241
1242         if (start & ~PAGE_MASK)
1243                 return -EINVAL;
1244
1245         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1246                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1247
1248         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1249         end = start + len;
1250
1251         if (end < start)
1252                 return -EINVAL;
1253         if (end == start)
1254                 return 0;
1255
1256         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1257         if (IS_ERR(new))
1258                 return PTR_ERR(new);
1259
1260         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1261                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1262
1263         /*
1264          * If we are using the default policy then operation
1265          * on discontinuous address spaces is okay after all
1266          */
1267         if (!new)
1268                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1269
1270         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1271                  start, start + len, mode, mode_flags,
1272                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1273
1274         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1275
1276                 err = migrate_prep();
1277                 if (err)
1278                         goto mpol_out;
1279         }
1280         {
1281                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1282                 if (scratch) {
1283                         down_write(&mm->mmap_sem);
1284                         task_lock(current);
1285                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1286                         task_unlock(current);
1287                         if (err)
1288                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1289                 } else
1290                         err = -ENOMEM;
1291                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1292         }
1293         if (err)
1294                 goto mpol_out;
1295
1296         vma = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1297                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1298
1299         err = PTR_ERR(vma);     /* maybe ... */
1300         if (!IS_ERR(vma))
1301                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1302
1303         if (!err) {
1304                 int nr_failed = 0;
1305
1306                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1307                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1308                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1309                                         (unsigned long)vma,
1310                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1311                         if (nr_failed)
1312                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1313                 }
1314
1315                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1316                         err = -EIO;
1317         } else
1318                 putback_lru_pages(&pagelist);
1319
1320         up_write(&mm->mmap_sem);
1321  mpol_out:
1322         mpol_put(new);
1323         return err;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1328  */
1329
1330 /* Copy a node mask from user space. */
1331 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1332                      unsigned long maxnode)
1333 {
1334         unsigned long k;
1335         unsigned long nlongs;
1336         unsigned long endmask;
1337
1338         --maxnode;
1339         nodes_clear(*nodes);
1340         if (maxnode == 0 || !nmask)
1341                 return 0;
1342         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1343                 return -EINVAL;
1344
1345         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1346         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1347                 endmask = ~0UL;
1348         else
1349                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1350
1351         /* When the user specified more nodes than supported just check
1352            if the non supported part is all zero. */
1353         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1354                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1355                         return -EINVAL;
1356                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1357                         unsigned long t;
1358                         if (get_user(t, nmask + k))
1359                                 return -EFAULT;
1360                         if (k == nlongs - 1) {
1361                                 if (t & endmask)
1362                                         return -EINVAL;
1363                         } else if (t)
1364                                 return -EINVAL;
1365                 }
1366                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1367                 endmask = ~0UL;
1368         }
1369
1370         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1371                 return -EFAULT;
1372         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 /* Copy a kernel node mask to user space */
1377 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1378                               nodemask_t *nodes)
1379 {
1380         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1381         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1382
1383         if (copy > nbytes) {
1384                 if (copy > PAGE_SIZE)
1385                         return -EINVAL;
1386                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1387                         return -EFAULT;
1388                 copy = nbytes;
1389         }
1390         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1391 }
1392
1393 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1394                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1395                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1396 {
1397         nodemask_t nodes;
1398         int err;
1399         unsigned short mode_flags;
1400
1401         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1402         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1403         if (mode >= MPOL_MAX)
1404                 return -EINVAL;
1405         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1406             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1407                 return -EINVAL;
1408         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1409         if (err)
1410                 return err;
1411         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1412 }
1413
1414 /* Set the process memory policy */
1415 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1416                 unsigned long, maxnode)
1417 {
1418         int err;
1419         nodemask_t nodes;
1420         unsigned short flags;
1421
1422         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1423         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1424         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1425                 return -EINVAL;
1426         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1427                 return -EINVAL;
1428         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1429         if (err)
1430                 return err;
1431         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1432 }
1433
1434 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1435                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1436                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1437 {
1438         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1439         struct mm_struct *mm = NULL;
1440         struct task_struct *task;
1441         nodemask_t task_nodes;
1442         int err;
1443         nodemask_t *old;
1444         nodemask_t *new;
1445         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1446
1447         if (!scratch)
1448                 return -ENOMEM;
1449
1450         old = &scratch->mask1;
1451         new = &scratch->mask2;
1452
1453         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1454         if (err)
1455                 goto out;
1456
1457         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1458         if (err)
1459                 goto out;
1460
1461         /* Find the mm_struct */
1462         rcu_read_lock();
1463         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1464         if (!task) {
1465                 rcu_read_unlock();
1466                 err = -ESRCH;
1467                 goto out;
1468         }
1469         get_task_struct(task);
1470
1471         err = -EINVAL;
1472
1473         /*
1474          * Check if this process has the right to modify the specified
1475          * process. The right exists if the process has administrative
1476          * capabilities, superuser privileges or the same
1477          * userid as the target process.
1478          */
1479         tcred = __task_cred(task);
1480         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1481             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1482             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1483                 rcu_read_unlock();
1484                 err = -EPERM;
1485                 goto out_put;
1486         }
1487         rcu_read_unlock();
1488
1489         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1490         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1491         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1492                 err = -EPERM;
1493                 goto out_put;
1494         }
1495
1496         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_MEMORY])) {
1497                 err = -EINVAL;
1498                 goto out_put;
1499         }
1500
1501         err = security_task_movememory(task);
1502         if (err)
1503                 goto out_put;
1504
1505         mm = get_task_mm(task);
1506         put_task_struct(task);
1507
1508         if (!mm) {
1509                 err = -EINVAL;
1510                 goto out;
1511         }
1512
1513         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1514                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1515
1516         mmput(mm);
1517 out:
1518         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1519
1520         return err;
1521
1522 out_put:
1523         put_task_struct(task);
1524         goto out;
1525
1526 }
1527
1528
1529 /* Retrieve NUMA policy */
1530 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1531                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1532                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1533 {
1534         int err;
1535         int uninitialized_var(pval);
1536         nodemask_t nodes;
1537
1538         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1539                 return -EINVAL;
1540
1541         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1542
1543         if (err)
1544                 return err;
1545
1546         if (policy && put_user(pval, policy))
1547                 return -EFAULT;
1548
1549         if (nmask)
1550                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1551
1552         return err;
1553 }
1554
1555 #ifdef CONFIG_COMPAT
1556
1557 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1558                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1559                                      compat_ulong_t maxnode,
1560                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1561 {
1562         long err;
1563         unsigned long __user *nm = NULL;
1564         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1565         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1566
1567         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1568         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1569
1570         if (nmask)
1571                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1572
1573         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1574
1575         if (!err && nmask) {
1576                 unsigned long copy_size;
1577                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1578                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1579                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1580                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1581                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1582         }
1583
1584         return err;
1585 }
1586
1587 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1588                                      compat_ulong_t maxnode)
1589 {
1590         long err = 0;
1591         unsigned long __user *nm = NULL;
1592         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1593         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1594
1595         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1596         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1597
1598         if (nmask) {
1599                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1600                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1601                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1602         }
1603
1604         if (err)
1605                 return -EFAULT;
1606
1607         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1608 }
1609
1610 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1611                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1612                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1613 {
1614         long err = 0;
1615         unsigned long __user *nm = NULL;
1616         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1617         nodemask_t bm;
1618
1619         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1620         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1621
1622         if (nmask) {
1623                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1624                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1625                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1626         }
1627
1628         if (err)
1629                 return -EFAULT;
1630
1631         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1632 }
1633
1634 #endif
1635
1636 /*
1637  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1638  * @task - task for fallback if vma policy == default
1639  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1640  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1641  *
1642  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1643  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1644  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies must be
1645  * protected by task_lock(task) by the caller.
1646  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1647  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1648  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1649  * extra reference for shared policies.
1650  */
1651 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1652                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1653 {
1654         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1655
1656         if (vma) {
1657                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1658                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1659                                                                         addr);
1660                         if (vpol)
1661                                 pol = vpol;
1662                 } else if (vma->vm_policy) {
1663                         pol = vma->vm_policy;
1664
1665                         /*
1666                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1667                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1668                          * count on these policies which will be dropped by
1669                          * mpol_cond_put() later
1670                          */
1671                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1672                                 mpol_get(pol);
1673                 }
1674         }
1675         if (!pol)
1676                 pol = &default_policy;
1677         return pol;
1678 }
1679
1680 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1681 {
1682         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1683
1684         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1685
1686         /*
1687          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1688          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1689          *
1690          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1691          * so if the following test faile, it implies
1692          * policy->v.nodes has movable memory only.
1693          */
1694         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1695                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1696
1697         return zone >= dynamic_policy_zone;
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1702  * page allocation
1703  */
1704 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1705 {
1706         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1707         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1708                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1709                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1710                 return &policy->v.nodes;
1711
1712         return NULL;
1713 }
1714
1715 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1716 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1717         int nd)
1718 {
1719         switch (policy->mode) {
1720         case MPOL_PREFERRED:
1721                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1722                         nd = policy->v.preferred_node;
1723                 break;
1724         case MPOL_BIND:
1725                 /*
1726                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1727                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1728                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1729                  * the first node in the mask instead.
1730                  */
1731                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1732                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1733                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1734                 break;
1735         default:
1736                 BUG();
1737         }
1738         return node_zonelist(nd, gfp);
1739 }
1740
1741 /* Do dynamic interleaving for a process */
1742 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1743 {
1744         unsigned nid, next;
1745         struct task_struct *me = current;
1746
1747         nid = me->il_next;
1748         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1749         if (next >= MAX_NUMNODES)
1750                 next = first_node(policy->v.nodes);
1751         if (next < MAX_NUMNODES)
1752                 me->il_next = next;
1753         return nid;
1754 }
1755
1756 /*
1757  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1758  * next slab entry.
1759  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1760  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1761  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1762  * such protection.
1763  */
1764 unsigned slab_node(void)
1765 {
1766         struct mempolicy *policy;
1767
1768         if (in_interrupt())
1769                 return numa_node_id();
1770
1771         policy = current->mempolicy;
1772         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1773                 return numa_node_id();
1774
1775         switch (policy->mode) {
1776         case MPOL_PREFERRED:
1777                 /*
1778                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1779                  */
1780                 return policy->v.preferred_node;
1781
1782         case MPOL_INTERLEAVE:
1783                 return interleave_nodes(policy);
1784
1785         case MPOL_BIND: {
1786                 /*
1787                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1788                  * first node.
1789                  */
1790                 struct zonelist *zonelist;
1791                 struct zone *zone;
1792                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1793                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1794                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1795                                                         &policy->v.nodes,
1796                                                         &zone);
1797                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1798         }
1799
1800         default:
1801                 BUG();
1802         }
1803 }
1804
1805 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1806 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1807                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1808 {
1809         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1810         unsigned target;
1811         int c;
1812         int nid = -1;
1813
1814         if (!nnodes)
1815                 return numa_node_id();
1816         target = (unsigned int)off % nnodes;
1817         c = 0;
1818         do {
1819                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1820                 c++;
1821         } while (c <= target);
1822         return nid;
1823 }
1824
1825 /* Determine a node number for interleave */
1826 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1827                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1828 {
1829         if (vma) {
1830                 unsigned long off;
1831
1832                 /*
1833                  * for small pages, there is no difference between
1834                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1835                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1836                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1837                  * a useful offset.
1838                  */
1839                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1840                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1841                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1842                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1843         } else
1844                 return interleave_nodes(pol);
1845 }
1846
1847 /*
1848  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1849  * (returns -1 if nodemask is empty)
1850  */
1851 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1852 {
1853         int w, bit = -1;
1854
1855         w = nodes_weight(*maskp);
1856         if (w)
1857                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1858                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1859         return bit;
1860 }
1861
1862 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1863 /*
1864  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1865  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1866  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1867  * @gfp_flags = for requested zone
1868  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1869  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1870  *
1871  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1872  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1873  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1874  * @nodemask for filtering the zonelist.
1875  *
1876  * Must be protected by get_mems_allowed()
1877  */
1878 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1879                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1880                                 nodemask_t **nodemask)
1881 {
1882         struct zonelist *zl;
1883
1884         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1885         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1886
1887         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1888                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1889                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1890         } else {
1891                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1892                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1893                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1894         }
1895         return zl;
1896 }
1897
1898 /*
1899  * init_nodemask_of_mempolicy
1900  *
1901  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1902  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1903  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1904  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1905  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1906  * of non-default mempolicy.
1907  *
1908  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1909  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1910  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1911  *
1912  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1913  */
1914 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1915 {
1916         struct mempolicy *mempolicy;
1917         int nid;
1918
1919         if (!(mask && current->mempolicy))
1920                 return false;
1921
1922         task_lock(current);
1923         mempolicy = current->mempolicy;
1924         switch (mempolicy->mode) {
1925         case MPOL_PREFERRED:
1926                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1927                         nid = numa_node_id();
1928                 else
1929                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1930                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1931                 break;
1932
1933         case MPOL_BIND:
1934                 /* Fall through */
1935         case MPOL_INTERLEAVE:
1936                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1937                 break;
1938
1939         default:
1940                 BUG();
1941         }
1942         task_unlock(current);
1943
1944         return true;
1945 }
1946 #endif
1947
1948 /*
1949  * mempolicy_nodemask_intersects
1950  *
1951  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1952  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1953  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1954  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1955  *
1956  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1957  */
1958 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1959                                         const nodemask_t *mask)
1960 {
1961         struct mempolicy *mempolicy;
1962         bool ret = true;
1963
1964         if (!mask)
1965                 return ret;
1966         task_lock(tsk);
1967         mempolicy = tsk->mempolicy;
1968         if (!mempolicy)
1969                 goto out;
1970
1971         switch (mempolicy->mode) {
1972         case MPOL_PREFERRED:
1973                 /*
1974                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1975                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1976                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1977                  * nodes in mask.
1978                  */
1979                 break;
1980         case MPOL_BIND:
1981         case MPOL_INTERLEAVE:
1982                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1983                 break;
1984         default:
1985                 BUG();
1986         }
1987 out:
1988         task_unlock(tsk);
1989         return ret;
1990 }
1991
1992 /* Allocate a page in interleaved policy.
1993    Own path because it needs to do special accounting. */
1994 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1995                                         unsigned nid)
1996 {
1997         struct zonelist *zl;
1998         struct page *page;
1999
2000         zl = node_zonelist(nid, gfp);
2001         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
2002         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
2003                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2004         return page;
2005 }
2006
2007 /**
2008  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2009  *
2010  *      @gfp:
2011  *      %GFP_USER    user allocation.
2012  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2013  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2014  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2015  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2016  *
2017  *      @order:Order of the GFP allocation.
2018  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2019  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2020  *
2021  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2022  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2023  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2024  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2025  *      all allocations for pages that will be mapped into
2026  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
2027  *
2028  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
2029  */
2030 struct page *
2031 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2032                 unsigned long addr, int node)
2033 {
2034         struct mempolicy *pol;
2035         struct page *page;
2036         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2037
2038 retry_cpuset:
2039         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2040         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2041
2042         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2043                 unsigned nid;
2044
2045                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2046                 mpol_cond_put(pol);
2047                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2048                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2049                         goto retry_cpuset;
2050
2051                 return page;
2052         }
2053         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2054                                       policy_zonelist(gfp, pol, node),
2055                                       policy_nodemask(gfp, pol));
2056         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol)))
2057                 __mpol_put(pol);
2058         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2059                 goto retry_cpuset;
2060         return page;
2061 }
2062
2063 /**
2064  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2065  *
2066  *      @gfp:
2067  *              %GFP_USER   user allocation,
2068  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2069  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2070  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2071  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2072  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2073  *
2074  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2075  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2076  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2077  *
2078  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
2079  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
2080  *      2) allocating for current task (not interrupt).
2081  */
2082 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2083 {
2084         struct mempolicy *pol = get_task_policy(current);
2085         struct page *page;
2086         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2087
2088         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
2089                 pol = &default_policy;
2090
2091 retry_cpuset:
2092         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2093
2094         /*
2095          * No reference counting needed for current->mempolicy
2096          * nor system default_policy
2097          */
2098         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2099                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2100         else
2101                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2102                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
2103                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2104
2105         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2106                 goto retry_cpuset;
2107
2108         return page;
2109 }
2110 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2111
2112 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2113 {
2114         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2115
2116         if (IS_ERR(pol))
2117                 return PTR_ERR(pol);
2118         dst->vm_policy = pol;
2119         return 0;
2120 }
2121
2122 /*
2123  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2124  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2125  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2126  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2127  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2128  *
2129  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2130  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2131  */
2132
2133 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2134 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2135 {
2136         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2137
2138         if (!new)
2139                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2140
2141         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2142         if (old == current->mempolicy) {
2143                 task_lock(current);
2144                 *new = *old;
2145                 task_unlock(current);
2146         } else
2147                 *new = *old;
2148
2149         rcu_read_lock();
2150         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2151                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2152                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2153                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2154                 else
2155                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2156         }
2157         rcu_read_unlock();
2158         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2159         return new;
2160 }
2161
2162 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2163 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2164 {
2165         if (!a || !b)
2166                 return false;
2167         if (a->mode != b->mode)
2168                 return false;
2169         if (a->flags != b->flags)
2170                 return false;
2171         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2172                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2173                         return false;
2174
2175         switch (a->mode) {
2176         case MPOL_BIND:
2177                 /* Fall through */
2178         case MPOL_INTERLEAVE:
2179                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2180         case MPOL_PREFERRED:
2181                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2182         default:
2183                 BUG();
2184                 return false;
2185         }
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Shared memory backing store policy support.
2190  *
2191  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2192  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2193  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2194  * for any accesses to the tree.
2195  */
2196
2197 /* lookup first element intersecting start-end */
2198 /* Caller holds sp->lock */
2199 static struct sp_node *
2200 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2201 {
2202         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2203
2204         while (n) {
2205                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2206
2207                 if (start >= p->end)
2208                         n = n->rb_right;
2209                 else if (end <= p->start)
2210                         n = n->rb_left;
2211                 else
2212                         break;
2213         }
2214         if (!n)
2215                 return NULL;
2216         for (;;) {
2217                 struct sp_node *w = NULL;
2218                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2219                 if (!prev)
2220                         break;
2221                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2222                 if (w->end <= start)
2223                         break;
2224                 n = prev;
2225         }
2226         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2227 }
2228
2229 /* Insert a new shared policy into the list. */
2230 /* Caller holds sp->lock */
2231 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2232 {
2233         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2234         struct rb_node *parent = NULL;
2235         struct sp_node *nd;
2236
2237         while (*p) {
2238                 parent = *p;
2239                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2240                 if (new->start < nd->start)
2241                         p = &(*p)->rb_left;
2242                 else if (new->end > nd->end)
2243                         p = &(*p)->rb_right;
2244                 else
2245                         BUG();
2246         }
2247         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2248         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2249         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2250                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2251 }
2252
2253 /* Find shared policy intersecting idx */
2254 struct mempolicy *
2255 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2256 {
2257         struct mempolicy *pol = NULL;
2258         struct sp_node *sn;
2259
2260         if (!sp->root.rb_node)
2261                 return NULL;
2262         spin_lock(&sp->lock);
2263         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2264         if (sn) {
2265                 mpol_get(sn->policy);
2266                 pol = sn->policy;
2267         }
2268         spin_unlock(&sp->lock);
2269         return pol;
2270 }
2271
2272 static void sp_free(struct sp_node *n)
2273 {
2274         mpol_put(n->policy);
2275         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2276 }
2277
2278 /**
2279  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2280  *
2281  * @page   - page to be checked
2282  * @vma    - vm area where page mapped
2283  * @addr   - virtual address where page mapped
2284  *
2285  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2286  * node id.
2287  *
2288  * Returns:
2289  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2290  *      node    - node id where the page should be
2291  *
2292  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2293  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2294  */
2295 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2296 {
2297         struct mempolicy *pol;
2298         struct zone *zone;
2299         int curnid = page_to_nid(page);
2300         unsigned long pgoff;
2301         int polnid = -1;
2302         int ret = -1;
2303
2304         BUG_ON(!vma);
2305
2306         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2307         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2308                 goto out;
2309
2310         switch (pol->mode) {
2311         case MPOL_INTERLEAVE:
2312                 BUG_ON(addr >= vma->vm_end);
2313                 BUG_ON(addr < vma->vm_start);
2314
2315                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2316                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2317                 polnid = offset_il_node(pol, vma, pgoff);
2318                 break;
2319
2320         case MPOL_PREFERRED:
2321                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2322                         polnid = numa_node_id();
2323                 else
2324                         polnid = pol->v.preferred_node;
2325                 break;
2326
2327         case MPOL_BIND:
2328                 /*
2329                  * allows binding to multiple nodes.
2330                  * use current page if in policy nodemask,
2331                  * else select nearest allowed node, if any.
2332                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2333                  */
2334                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2335                         goto out;
2336                 (void)first_zones_zonelist(
2337                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2338                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2339                                 &pol->v.nodes, &zone);
2340                 polnid = zone->node;
2341                 break;
2342
2343         default:
2344                 BUG();
2345         }
2346
2347         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2348         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2349                 int last_nid;
2350
2351                 polnid = numa_node_id();
2352
2353                 /*
2354                  * Multi-stage node selection is used in conjunction
2355                  * with a periodic migration fault to build a temporal
2356                  * task<->page relation. By using a two-stage filter we
2357                  * remove short/unlikely relations.
2358                  *
2359                  * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist
2360                  * probability, we can equate a task's usage of a
2361                  * particular page (n_p) per total usage of this
2362                  * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
2363                  *
2364                  * Our periodic faults will sample this probability and
2365                  * getting the same result twice in a row, given these
2366                  * samples are fully independent, is then given by
2367                  * P(n)^2, provided our sample period is sufficiently
2368                  * short compared to the usage pattern.
2369                  *
2370                  * This quadric squishes small probabilities, making
2371                  * it less likely we act on an unlikely task<->page
2372                  * relation.
2373                  */
2374                 last_nid = page_nid_xchg_last(page, polnid);
2375                 if (last_nid != polnid)
2376                         goto out;
2377         }
2378
2379         if (curnid != polnid)
2380                 ret = polnid;
2381 out:
2382         mpol_cond_put(pol);
2383
2384         return ret;
2385 }
2386
2387 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2388 {
2389         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2390         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2391         sp_free(n);
2392 }
2393
2394 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2395                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2396 {
2397         node->start = start;
2398         node->end = end;
2399         node->policy = pol;
2400 }
2401
2402 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2403                                 struct mempolicy *pol)
2404 {
2405         struct sp_node *n;
2406         struct mempolicy *newpol;
2407
2408         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2409         if (!n)
2410                 return NULL;
2411
2412         newpol = mpol_dup(pol);
2413         if (IS_ERR(newpol)) {
2414                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2415                 return NULL;
2416         }
2417         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2418         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2419
2420         return n;
2421 }
2422
2423 /* Replace a policy range. */
2424 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2425                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2426 {
2427         struct sp_node *n;
2428         struct sp_node *n_new = NULL;
2429         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2430         int ret = 0;
2431
2432 restart:
2433         spin_lock(&sp->lock);
2434         n = sp_lookup(sp, start, end);
2435         /* Take care of old policies in the same range. */
2436         while (n && n->start < end) {
2437                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2438                 if (n->start >= start) {
2439                         if (n->end <= end)
2440                                 sp_delete(sp, n);
2441                         else
2442                                 n->start = end;
2443                 } else {
2444                         /* Old policy spanning whole new range. */
2445                         if (n->end > end) {
2446                                 if (!n_new)
2447                                         goto alloc_new;
2448
2449                                 *mpol_new = *n->policy;
2450                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2451                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2452                                 n->end = start;
2453                                 sp_insert(sp, n_new);
2454                                 n_new = NULL;
2455                                 mpol_new = NULL;
2456                                 break;
2457                         } else
2458                                 n->end = start;
2459                 }
2460                 if (!next)
2461                         break;
2462                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2463         }
2464         if (new)
2465                 sp_insert(sp, new);
2466         spin_unlock(&sp->lock);
2467         ret = 0;
2468
2469 err_out:
2470         if (mpol_new)
2471                 mpol_put(mpol_new);
2472         if (n_new)
2473                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2474
2475         return ret;
2476
2477 alloc_new:
2478         spin_unlock(&sp->lock);
2479         ret = -ENOMEM;
2480         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2481         if (!n_new)
2482                 goto err_out;
2483         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2484         if (!mpol_new)
2485                 goto err_out;
2486         goto restart;
2487 }
2488
2489 /**
2490  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2491  * @sp: pointer to inode shared policy
2492  * @mpol:  struct mempolicy to install
2493  *
2494  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2495  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2496  * This must be released on exit.
2497  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2498  */
2499 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2500 {
2501         int ret;
2502
2503         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2504         spin_lock_init(&sp->lock);
2505
2506         if (mpol) {
2507                 struct vm_area_struct pvma;
2508                 struct mempolicy *new;
2509                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2510
2511                 if (!scratch)
2512                         goto put_mpol;
2513                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2514                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2515                 if (IS_ERR(new))
2516                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2517
2518                 task_lock(current);
2519                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2520                 task_unlock(current);
2521                 if (ret)
2522                         goto put_new;
2523
2524                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2525                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2526                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2527                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2528
2529 put_new:
2530                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2531 free_scratch:
2532                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2533 put_mpol:
2534                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2535         }
2536 }
2537
2538 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2539                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2540 {
2541         int err;
2542         struct sp_node *new = NULL;
2543         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2544
2545         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2546                  vma->vm_pgoff,
2547                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2548                  npol ? npol->flags : -1,
2549                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2550
2551         if (npol) {
2552                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2553                 if (!new)
2554                         return -ENOMEM;
2555         }
2556         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2557         if (err && new)
2558                 sp_free(new);
2559         return err;
2560 }
2561
2562 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2563 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2564 {
2565         struct sp_node *n;
2566         struct rb_node *next;
2567
2568         if (!p->root.rb_node)
2569                 return;
2570         spin_lock(&p->lock);
2571         next = rb_first(&p->root);
2572         while (next) {
2573                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2574                 next = rb_next(&n->nd);
2575                 sp_delete(p, n);
2576         }
2577         spin_unlock(&p->lock);
2578 }
2579
2580 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2581 static bool __initdata numabalancing_override;
2582
2583 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2584 {
2585         bool numabalancing_default = false;
2586
2587         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2588                 numabalancing_default = true;
2589
2590         if (nr_node_ids > 1 && !numabalancing_override) {
2591                 printk(KERN_INFO "Enabling automatic NUMA balancing. "
2592                         "Configure with numa_balancing= or sysctl");
2593                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2594         }
2595 }
2596
2597 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2598 {
2599         int ret = 0;
2600         if (!str)
2601                 goto out;
2602         numabalancing_override = true;
2603
2604         if (!strcmp(str, "enable")) {
2605                 set_numabalancing_state(true);
2606                 ret = 1;
2607         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2608                 set_numabalancing_state(false);
2609                 ret = 1;
2610         }
2611 out:
2612         if (!ret)
2613                 printk(KERN_WARNING "Unable to parse numa_balancing=\n");
2614
2615         return ret;
2616 }
2617 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2618 #else
2619 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2620 {
2621 }
2622 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2623
2624 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2625 void __init numa_policy_init(void)
2626 {
2627         nodemask_t interleave_nodes;
2628         unsigned long largest = 0;
2629         int nid, prefer = 0;
2630
2631         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2632                                          sizeof(struct mempolicy),
2633                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2634
2635         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2636                                      sizeof(struct sp_node),
2637                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2638
2639         for_each_node(nid) {
2640                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2641                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2642                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2643                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2644                         .v = { .preferred_node = nid, },
2645                 };
2646         }
2647
2648         /*
2649          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2650          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2651          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2652          */
2653         nodes_clear(interleave_nodes);
2654         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2655                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2656
2657                 /* Preserve the largest node */
2658                 if (largest < total_pages) {
2659                         largest = total_pages;
2660                         prefer = nid;
2661                 }
2662
2663                 /* Interleave this node? */
2664                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2665                         node_set(nid, interleave_nodes);
2666         }
2667
2668         /* All too small, use the largest */
2669         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2670                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2671
2672         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2673                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2674
2675         check_numabalancing_enable();
2676 }
2677
2678 /* Reset policy of current process to default */
2679 void numa_default_policy(void)
2680 {
2681         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2682 }
2683
2684 /*
2685  * Parse and format mempolicy from/to strings
2686  */
2687
2688 /*
2689  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2690  */
2691 static const char * const policy_modes[] =
2692 {
2693         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2694         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2695         [MPOL_BIND]       = "bind",
2696         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2697         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2698 };
2699
2700
2701 #ifdef CONFIG_TMPFS
2702 /**
2703  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2704  * @str:  string containing mempolicy to parse
2705  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2706  *
2707  * Format of input:
2708  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2709  *
2710  * On success, returns 0, else 1
2711  */
2712 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2713 {
2714         struct mempolicy *new = NULL;
2715         unsigned short mode;
2716         unsigned short mode_flags;
2717         nodemask_t nodes;
2718         char *nodelist = strchr(str, ':');
2719         char *flags = strchr(str, '=');
2720         int err = 1;
2721
2722         if (nodelist) {
2723                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2724                 *nodelist++ = '\0';
2725                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2726                         goto out;
2727                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2728                         goto out;
2729         } else
2730                 nodes_clear(nodes);
2731
2732         if (flags)
2733                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2734
2735         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2736                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2737                         break;
2738                 }
2739         }
2740         if (mode >= MPOL_MAX)
2741                 goto out;
2742
2743         switch (mode) {
2744         case MPOL_PREFERRED:
2745                 /*
2746                  * Insist on a nodelist of one node only
2747                  */
2748                 if (nodelist) {
2749                         char *rest = nodelist;
2750                         while (isdigit(*rest))
2751                                 rest++;
2752                         if (*rest)
2753                                 goto out;
2754                 }
2755                 break;
2756         case MPOL_INTERLEAVE:
2757                 /*
2758                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2759                  */
2760                 if (!nodelist)
2761                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2762                 break;
2763         case MPOL_LOCAL:
2764                 /*
2765                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2766                  */
2767                 if (nodelist)
2768                         goto out;
2769                 mode = MPOL_PREFERRED;
2770                 break;
2771         case MPOL_DEFAULT:
2772                 /*
2773                  * Insist on a empty nodelist
2774                  */
2775                 if (!nodelist)
2776                         err = 0;
2777                 goto out;
2778         case MPOL_BIND:
2779                 /*
2780                  * Insist on a nodelist
2781                  */
2782                 if (!nodelist)
2783                         goto out;
2784         }
2785
2786         mode_flags = 0;
2787         if (flags) {
2788                 /*
2789                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2790                  * mode flags.
2791                  */
2792                 if (!strcmp(flags, "static"))
2793                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2794                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2795                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2796                 else
2797                         goto out;
2798         }
2799
2800         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2801         if (IS_ERR(new))
2802                 goto out;
2803
2804         /*
2805          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2806          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2807          */
2808         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2809                 new->v.nodes = nodes;
2810         else if (nodelist)
2811                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2812         else
2813                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2814
2815         /*
2816          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2817          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2818          */
2819         new->w.user_nodemask = nodes;
2820
2821         err = 0;
2822
2823 out:
2824         /* Restore string for error message */
2825         if (nodelist)
2826                 *--nodelist = ':';
2827         if (flags)
2828                 *--flags = '=';
2829         if (!err)
2830                 *mpol = new;
2831         return err;
2832 }
2833 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2834
2835 /**
2836  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2837  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2838  * @maxlen:  length of @buffer
2839  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2840  *
2841  * Convert a mempolicy into a string.
2842  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2843  * or an error (negative)
2844  */
2845 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2846 {
2847         char *p = buffer;
2848         int l;
2849         nodemask_t nodes;
2850         unsigned short mode;
2851         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2852
2853         /*
2854          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2855          */
2856         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2857
2858         if (!pol || pol == &default_policy)
2859                 mode = MPOL_DEFAULT;
2860         else
2861                 mode = pol->mode;
2862
2863         switch (mode) {
2864         case MPOL_DEFAULT:
2865                 nodes_clear(nodes);
2866                 break;
2867
2868         case MPOL_PREFERRED:
2869                 nodes_clear(nodes);
2870                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2871                         mode = MPOL_LOCAL;
2872                 else
2873                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2874                 break;
2875
2876         case MPOL_BIND:
2877                 /* Fall through */
2878         case MPOL_INTERLEAVE:
2879                 nodes = pol->v.nodes;
2880                 break;
2881
2882         default:
2883                 return -EINVAL;
2884         }
2885
2886         l = strlen(policy_modes[mode]);
2887         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2888                 return -ENOSPC;
2889
2890         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2891         p += l;
2892
2893         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2894                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2895                         return -ENOSPC;
2896                 *p++ = '=';
2897
2898                 /*
2899                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2900                  */
2901                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2902                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2903                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2904                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2905         }
2906
2907         if (!nodes_empty(nodes)) {
2908                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2909                         return -ENOSPC;
2910                 *p++ = ':';
2911                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2912         }
2913         return p - buffer;
2914 }