mm: mempolicy: Check for misplaced page
[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 node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/export.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96 #include <linux/random.h>
97
98 #include "internal.h"
99
100 /* Internal flags */
101 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
102 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 static struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT || mode == MPOL_NOOP) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
273                 if (!nodes_empty(*nodes))
274                         return ERR_PTR(-EINVAL);
275                 mode = MPOL_PREFERRED;
276         } else if (nodes_empty(*nodes))
277                 return ERR_PTR(-EINVAL);
278         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
279         if (!policy)
280                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
281         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
282         policy->mode = mode;
283         policy->flags = flags;
284
285         return policy;
286 }
287
288 /* Slow path of a mpol destructor. */
289 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
290 {
291         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
292                 return;
293         kmem_cache_free(policy_cache, p);
294 }
295
296 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
297                                 enum mpol_rebind_step step)
298 {
299 }
300
301 /*
302  * step:
303  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
304  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
305  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
306  */
307 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
308                                  enum mpol_rebind_step step)
309 {
310         nodemask_t tmp;
311
312         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
313                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
314         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
315                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
316         else {
317                 /*
318                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
319                  * result
320                  */
321                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
322                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
323                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
324                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
325                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
326                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
327                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
328                 } else
329                         BUG();
330         }
331
332         if (nodes_empty(tmp))
333                 tmp = *nodes;
334
335         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
336                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
337         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
338                 pol->v.nodes = tmp;
339         else
340                 BUG();
341
342         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
343                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
344                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
345                         current->il_next = first_node(tmp);
346                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
347                         current->il_next = numa_node_id();
348         }
349 }
350
351 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
352                                   const nodemask_t *nodes,
353                                   enum mpol_rebind_step step)
354 {
355         nodemask_t tmp;
356
357         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
358                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
359
360                 if (node_isset(node, *nodes)) {
361                         pol->v.preferred_node = node;
362                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
363                 } else
364                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
365         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
366                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
367                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
368         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
369                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
370                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
371                                                    *nodes);
372                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
373         }
374 }
375
376 /*
377  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
378  *
379  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
380  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
381  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
382  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
383  * page.
384  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
385  * rebind directly.
386  *
387  * step:
388  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
389  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
390  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
391  */
392 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
393                                 enum mpol_rebind_step step)
394 {
395         if (!pol)
396                 return;
397         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == MPOL_REBIND_ONCE &&
398             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
399                 return;
400
401         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
402                 return;
403
404         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
405                 BUG();
406
407         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
408                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
409         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
410                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
411         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
412                 BUG();
413
414         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
415 }
416
417 /*
418  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
419  * pointer, and updates task mempolicy.
420  *
421  * Called with task's alloc_lock held.
422  */
423
424 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
425                         enum mpol_rebind_step step)
426 {
427         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
428 }
429
430 /*
431  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
432  *
433  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
434  */
435
436 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
437 {
438         struct vm_area_struct *vma;
439
440         down_write(&mm->mmap_sem);
441         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
442                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
443         up_write(&mm->mmap_sem);
444 }
445
446 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
447         [MPOL_DEFAULT] = {
448                 .rebind = mpol_rebind_default,
449         },
450         [MPOL_INTERLEAVE] = {
451                 .create = mpol_new_interleave,
452                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
453         },
454         [MPOL_PREFERRED] = {
455                 .create = mpol_new_preferred,
456                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
457         },
458         [MPOL_BIND] = {
459                 .create = mpol_new_bind,
460                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
461         },
462 };
463
464 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
465                                 unsigned long flags);
466
467 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
468 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
469                 unsigned long addr, unsigned long end,
470                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
471                 void *private)
472 {
473         pte_t *orig_pte;
474         pte_t *pte;
475         spinlock_t *ptl;
476
477         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
478         do {
479                 struct page *page;
480                 int nid;
481
482                 if (!pte_present(*pte))
483                         continue;
484                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
485                 if (!page)
486                         continue;
487                 /*
488                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
489                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
490                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
491                  */
492                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
493                         continue;
494                 nid = page_to_nid(page);
495                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
496                         continue;
497
498                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
499                         migrate_page_add(page, private, flags);
500                 else
501                         break;
502         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
503         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
504         return addr != end;
505 }
506
507 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
508                 unsigned long addr, unsigned long end,
509                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
510                 void *private)
511 {
512         pmd_t *pmd;
513         unsigned long next;
514
515         pmd = pmd_offset(pud, addr);
516         do {
517                 next = pmd_addr_end(addr, end);
518                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
519                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
520                         continue;
521                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
522                                     flags, private))
523                         return -EIO;
524         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
525         return 0;
526 }
527
528 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
529                 unsigned long addr, unsigned long end,
530                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
531                 void *private)
532 {
533         pud_t *pud;
534         unsigned long next;
535
536         pud = pud_offset(pgd, addr);
537         do {
538                 next = pud_addr_end(addr, end);
539                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
540                         continue;
541                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
542                                     flags, private))
543                         return -EIO;
544         } while (pud++, addr = next, addr != end);
545         return 0;
546 }
547
548 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
549                 unsigned long addr, unsigned long end,
550                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
551                 void *private)
552 {
553         pgd_t *pgd;
554         unsigned long next;
555
556         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
557         do {
558                 next = pgd_addr_end(addr, end);
559                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
560                         continue;
561                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
562                                     flags, private))
563                         return -EIO;
564         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
565         return 0;
566 }
567
568 /*
569  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
570  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
571  * put them on the pagelist.
572  */
573 static struct vm_area_struct *
574 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
575                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
576 {
577         int err;
578         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
579
580
581         first = find_vma(mm, start);
582         if (!first)
583                 return ERR_PTR(-EFAULT);
584         prev = NULL;
585         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
586                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
587                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
588                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
589                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
590                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
591                 }
592                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
593                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
594                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
595                                 vma_migratable(vma)))) {
596                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
597
598                         if (endvma > end)
599                                 endvma = end;
600                         if (vma->vm_start > start)
601                                 start = vma->vm_start;
602                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
603                                                 flags, private);
604                         if (err) {
605                                 first = ERR_PTR(err);
606                                 break;
607                         }
608                 }
609                 prev = vma;
610         }
611         return first;
612 }
613
614 /*
615  * Apply policy to a single VMA
616  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
617  */
618 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
619                                                 struct mempolicy *pol)
620 {
621         int err;
622         struct mempolicy *old;
623         struct mempolicy *new;
624
625         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
626                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
627                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
628                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
629
630         new = mpol_dup(pol);
631         if (IS_ERR(new))
632                 return PTR_ERR(new);
633
634         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
635                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
636                 if (err)
637                         goto err_out;
638         }
639
640         old = vma->vm_policy;
641         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
642         mpol_put(old);
643
644         return 0;
645  err_out:
646         mpol_put(new);
647         return err;
648 }
649
650 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
651 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
652                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
653 {
654         struct vm_area_struct *next;
655         struct vm_area_struct *prev;
656         struct vm_area_struct *vma;
657         int err = 0;
658         pgoff_t pgoff;
659         unsigned long vmstart;
660         unsigned long vmend;
661
662         vma = find_vma(mm, start);
663         if (!vma || vma->vm_start > start)
664                 return -EFAULT;
665
666         prev = vma->vm_prev;
667         if (start > vma->vm_start)
668                 prev = vma;
669
670         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
671                 next = vma->vm_next;
672                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
673                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
674
675                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
676                         continue;
677
678                 pgoff = vma->vm_pgoff +
679                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
680                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
681                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
682                                   new_pol);
683                 if (prev) {
684                         vma = prev;
685                         next = vma->vm_next;
686                         continue;
687                 }
688                 if (vma->vm_start != vmstart) {
689                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
690                         if (err)
691                                 goto out;
692                 }
693                 if (vma->vm_end != vmend) {
694                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
695                         if (err)
696                                 goto out;
697                 }
698                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
699                 if (err)
700                         goto out;
701         }
702
703  out:
704         return err;
705 }
706
707 /*
708  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
709  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
710  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
711  *
712  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
713  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
714  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
715  *
716  * The above limitation is why this routine has the funny name
717  * mpol_fix_fork_child_flag().
718  *
719  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
720  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
721  * for use within this file.
722  */
723
724 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
725 {
726         if (p->mempolicy)
727                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
728         else
729                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
730 }
731
732 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
733 {
734         mpol_fix_fork_child_flag(current);
735 }
736
737 /* Set the process memory policy */
738 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
739                              nodemask_t *nodes)
740 {
741         struct mempolicy *new, *old;
742         struct mm_struct *mm = current->mm;
743         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
744         int ret;
745
746         if (!scratch)
747                 return -ENOMEM;
748
749         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
750         if (IS_ERR(new)) {
751                 ret = PTR_ERR(new);
752                 goto out;
753         }
754         /*
755          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
756          * is using it.
757          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
758          * with no 'mm'.
759          */
760         if (mm)
761                 down_write(&mm->mmap_sem);
762         task_lock(current);
763         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
764         if (ret) {
765                 task_unlock(current);
766                 if (mm)
767                         up_write(&mm->mmap_sem);
768                 mpol_put(new);
769                 goto out;
770         }
771         old = current->mempolicy;
772         current->mempolicy = new;
773         mpol_set_task_struct_flag();
774         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
775             nodes_weight(new->v.nodes))
776                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
777         task_unlock(current);
778         if (mm)
779                 up_write(&mm->mmap_sem);
780
781         mpol_put(old);
782         ret = 0;
783 out:
784         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
785         return ret;
786 }
787
788 /*
789  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
790  *
791  * Called with task's alloc_lock held
792  */
793 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
794 {
795         nodes_clear(*nodes);
796         if (p == &default_policy)
797                 return;
798
799         switch (p->mode) {
800         case MPOL_BIND:
801                 /* Fall through */
802         case MPOL_INTERLEAVE:
803                 *nodes = p->v.nodes;
804                 break;
805         case MPOL_PREFERRED:
806                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
807                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
808                 /* else return empty node mask for local allocation */
809                 break;
810         default:
811                 BUG();
812         }
813 }
814
815 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
816 {
817         struct page *p;
818         int err;
819
820         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
821         if (err >= 0) {
822                 err = page_to_nid(p);
823                 put_page(p);
824         }
825         return err;
826 }
827
828 /* Retrieve NUMA policy */
829 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
830                              unsigned long addr, unsigned long flags)
831 {
832         int err;
833         struct mm_struct *mm = current->mm;
834         struct vm_area_struct *vma = NULL;
835         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
836
837         if (flags &
838                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
839                 return -EINVAL;
840
841         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
842                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
843                         return -EINVAL;
844                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
845                 task_lock(current);
846                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
847                 task_unlock(current);
848                 return 0;
849         }
850
851         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
852                 /*
853                  * Do NOT fall back to task policy if the
854                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
855                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
856                  */
857                 down_read(&mm->mmap_sem);
858                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
859                 if (!vma) {
860                         up_read(&mm->mmap_sem);
861                         return -EFAULT;
862                 }
863                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
864                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
865                 else
866                         pol = vma->vm_policy;
867         } else if (addr)
868                 return -EINVAL;
869
870         if (!pol)
871                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
872
873         if (flags & MPOL_F_NODE) {
874                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
875                         err = lookup_node(mm, addr);
876                         if (err < 0)
877                                 goto out;
878                         *policy = err;
879                 } else if (pol == current->mempolicy &&
880                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
881                         *policy = current->il_next;
882                 } else {
883                         err = -EINVAL;
884                         goto out;
885                 }
886         } else {
887                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
888                                                 pol->mode;
889                 /*
890                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
891                  * the policy to userspace.
892                  */
893                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
894         }
895
896         if (vma) {
897                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
898                 vma = NULL;
899         }
900
901         err = 0;
902         if (nmask) {
903                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
904                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
905                 } else {
906                         task_lock(current);
907                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
908                         task_unlock(current);
909                 }
910         }
911
912  out:
913         mpol_cond_put(pol);
914         if (vma)
915                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
916         return err;
917 }
918
919 #ifdef CONFIG_MIGRATION
920 /*
921  * page migration
922  */
923 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
924                                 unsigned long flags)
925 {
926         /*
927          * Avoid migrating a page that is shared with others.
928          */
929         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
930                 if (!isolate_lru_page(page)) {
931                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
932                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
933                                             page_is_file_cache(page));
934                 }
935         }
936 }
937
938 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
939 {
940         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
941 }
942
943 /*
944  * Migrate pages from one node to a target node.
945  * Returns error or the number of pages not migrated.
946  */
947 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
948                            int flags)
949 {
950         nodemask_t nmask;
951         LIST_HEAD(pagelist);
952         int err = 0;
953
954         nodes_clear(nmask);
955         node_set(source, nmask);
956
957         /*
958          * This does not "check" the range but isolates all pages that
959          * need migration.  Between passing in the full user address
960          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
961          */
962         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
963         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
964                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
965
966         if (!list_empty(&pagelist)) {
967                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
968                                                         false, MIGRATE_SYNC,
969                                                         MR_SYSCALL);
970                 if (err)
971                         putback_lru_pages(&pagelist);
972         }
973
974         return err;
975 }
976
977 /*
978  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
979  * layout as much as possible.
980  *
981  * Returns the number of page that could not be moved.
982  */
983 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
984                      const nodemask_t *to, int flags)
985 {
986         int busy = 0;
987         int err;
988         nodemask_t tmp;
989
990         err = migrate_prep();
991         if (err)
992                 return err;
993
994         down_read(&mm->mmap_sem);
995
996         err = migrate_vmas(mm, from, to, flags);
997         if (err)
998                 goto out;
999
1000         /*
1001          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1002          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1003          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1004          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1005          *
1006          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1007          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1008          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1009          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1010          *
1011          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1012          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1013          * (nothing left to migrate).
1014          *
1015          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1016          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1017          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1018          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1019          * before migrating outgoing memory source that same node.
1020          *
1021          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1022          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1023          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1024          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1025          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1026          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1027          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1028          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1029          */
1030
1031         tmp = *from;
1032         while (!nodes_empty(tmp)) {
1033                 int s,d;
1034                 int source = -1;
1035                 int dest = 0;
1036
1037                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1038
1039                         /*
1040                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1041                          * node relationship of the pages established between
1042                          * threads and memory areas.
1043                          *
1044                          * However if the number of source nodes is not equal to
1045                          * the number of destination nodes we can not preserve
1046                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1047                          * copying memory from a node that is in the destination
1048                          * mask.
1049                          *
1050                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1051                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1052                          */
1053
1054                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1055                                                 (node_isset(s, *to)))
1056                                 continue;
1057
1058                         d = node_remap(s, *from, *to);
1059                         if (s == d)
1060                                 continue;
1061
1062                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1063                         dest = d;
1064
1065                         /* dest not in remaining from nodes? */
1066                         if (!node_isset(dest, tmp))
1067                                 break;
1068                 }
1069                 if (source == -1)
1070                         break;
1071
1072                 node_clear(source, tmp);
1073                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1074                 if (err > 0)
1075                         busy += err;
1076                 if (err < 0)
1077                         break;
1078         }
1079 out:
1080         up_read(&mm->mmap_sem);
1081         if (err < 0)
1082                 return err;
1083         return busy;
1084
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1089  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1090  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1091  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1092  * is in virtual address order.
1093  */
1094 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1095 {
1096         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1097         unsigned long uninitialized_var(address);
1098
1099         while (vma) {
1100                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1101                 if (address != -EFAULT)
1102                         break;
1103                 vma = vma->vm_next;
1104         }
1105
1106         /*
1107          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1108          */
1109         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1110 }
1111 #else
1112
1113 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1114                                 unsigned long flags)
1115 {
1116 }
1117
1118 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1119                      const nodemask_t *to, int flags)
1120 {
1121         return -ENOSYS;
1122 }
1123
1124 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1125 {
1126         return NULL;
1127 }
1128 #endif
1129
1130 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1131                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1132                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1133 {
1134         struct vm_area_struct *vma;
1135         struct mm_struct *mm = current->mm;
1136         struct mempolicy *new;
1137         unsigned long end;
1138         int err;
1139         LIST_HEAD(pagelist);
1140
1141         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1142                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1143                 return -EINVAL;
1144         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1145                 return -EPERM;
1146
1147         if (start & ~PAGE_MASK)
1148                 return -EINVAL;
1149
1150         if (mode == MPOL_DEFAULT || mode == MPOL_NOOP)
1151                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1152
1153         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1154         end = start + len;
1155
1156         if (end < start)
1157                 return -EINVAL;
1158         if (end == start)
1159                 return 0;
1160
1161         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1162         if (IS_ERR(new))
1163                 return PTR_ERR(new);
1164
1165         /*
1166          * If we are using the default policy then operation
1167          * on discontinuous address spaces is okay after all
1168          */
1169         if (!new)
1170                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1171
1172         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1173                  start, start + len, mode, mode_flags,
1174                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1175
1176         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1177
1178                 err = migrate_prep();
1179                 if (err)
1180                         goto mpol_out;
1181         }
1182         {
1183                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1184                 if (scratch) {
1185                         down_write(&mm->mmap_sem);
1186                         task_lock(current);
1187                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1188                         task_unlock(current);
1189                         if (err)
1190                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1191                 } else
1192                         err = -ENOMEM;
1193                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1194         }
1195         if (err)
1196                 goto mpol_out;
1197
1198         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1199                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1200
1201         err = PTR_ERR(vma);
1202         if (!IS_ERR(vma)) {
1203                 int nr_failed = 0;
1204
1205                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1206
1207                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1208                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1209                                                 (unsigned long)vma,
1210                                                 false, MIGRATE_SYNC,
1211                                                 MR_MEMPOLICY_MBIND);
1212                         if (nr_failed)
1213                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1214                 }
1215
1216                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1217                         err = -EIO;
1218         } else
1219                 putback_lru_pages(&pagelist);
1220
1221         up_write(&mm->mmap_sem);
1222  mpol_out:
1223         mpol_put(new);
1224         return err;
1225 }
1226
1227 /*
1228  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1229  */
1230
1231 /* Copy a node mask from user space. */
1232 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1233                      unsigned long maxnode)
1234 {
1235         unsigned long k;
1236         unsigned long nlongs;
1237         unsigned long endmask;
1238
1239         --maxnode;
1240         nodes_clear(*nodes);
1241         if (maxnode == 0 || !nmask)
1242                 return 0;
1243         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1244                 return -EINVAL;
1245
1246         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1247         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1248                 endmask = ~0UL;
1249         else
1250                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1251
1252         /* When the user specified more nodes than supported just check
1253            if the non supported part is all zero. */
1254         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1255                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1256                         return -EINVAL;
1257                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1258                         unsigned long t;
1259                         if (get_user(t, nmask + k))
1260                                 return -EFAULT;
1261                         if (k == nlongs - 1) {
1262                                 if (t & endmask)
1263                                         return -EINVAL;
1264                         } else if (t)
1265                                 return -EINVAL;
1266                 }
1267                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1268                 endmask = ~0UL;
1269         }
1270
1271         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1272                 return -EFAULT;
1273         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 /* Copy a kernel node mask to user space */
1278 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1279                               nodemask_t *nodes)
1280 {
1281         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1282         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1283
1284         if (copy > nbytes) {
1285                 if (copy > PAGE_SIZE)
1286                         return -EINVAL;
1287                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1288                         return -EFAULT;
1289                 copy = nbytes;
1290         }
1291         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1292 }
1293
1294 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1295                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1296                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1297 {
1298         nodemask_t nodes;
1299         int err;
1300         unsigned short mode_flags;
1301
1302         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1303         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1304         if (mode >= MPOL_MAX)
1305                 return -EINVAL;
1306         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1307             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1308                 return -EINVAL;
1309         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1310         if (err)
1311                 return err;
1312         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1313 }
1314
1315 /* Set the process memory policy */
1316 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1317                 unsigned long, maxnode)
1318 {
1319         int err;
1320         nodemask_t nodes;
1321         unsigned short flags;
1322
1323         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1324         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1325         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1326                 return -EINVAL;
1327         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1328                 return -EINVAL;
1329         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1330         if (err)
1331                 return err;
1332         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1333 }
1334
1335 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1336                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1337                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1338 {
1339         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1340         struct mm_struct *mm = NULL;
1341         struct task_struct *task;
1342         nodemask_t task_nodes;
1343         int err;
1344         nodemask_t *old;
1345         nodemask_t *new;
1346         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1347
1348         if (!scratch)
1349                 return -ENOMEM;
1350
1351         old = &scratch->mask1;
1352         new = &scratch->mask2;
1353
1354         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1355         if (err)
1356                 goto out;
1357
1358         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1359         if (err)
1360                 goto out;
1361
1362         /* Find the mm_struct */
1363         rcu_read_lock();
1364         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1365         if (!task) {
1366                 rcu_read_unlock();
1367                 err = -ESRCH;
1368                 goto out;
1369         }
1370         get_task_struct(task);
1371
1372         err = -EINVAL;
1373
1374         /*
1375          * Check if this process has the right to modify the specified
1376          * process. The right exists if the process has administrative
1377          * capabilities, superuser privileges or the same
1378          * userid as the target process.
1379          */
1380         tcred = __task_cred(task);
1381         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1382             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1383             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1384                 rcu_read_unlock();
1385                 err = -EPERM;
1386                 goto out_put;
1387         }
1388         rcu_read_unlock();
1389
1390         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1391         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1392         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1393                 err = -EPERM;
1394                 goto out_put;
1395         }
1396
1397         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1398                 err = -EINVAL;
1399                 goto out_put;
1400         }
1401
1402         err = security_task_movememory(task);
1403         if (err)
1404                 goto out_put;
1405
1406         mm = get_task_mm(task);
1407         put_task_struct(task);
1408
1409         if (!mm) {
1410                 err = -EINVAL;
1411                 goto out;
1412         }
1413
1414         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1415                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1416
1417         mmput(mm);
1418 out:
1419         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1420
1421         return err;
1422
1423 out_put:
1424         put_task_struct(task);
1425         goto out;
1426
1427 }
1428
1429
1430 /* Retrieve NUMA policy */
1431 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1432                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1433                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1434 {
1435         int err;
1436         int uninitialized_var(pval);
1437         nodemask_t nodes;
1438
1439         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1440                 return -EINVAL;
1441
1442         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1443
1444         if (err)
1445                 return err;
1446
1447         if (policy && put_user(pval, policy))
1448                 return -EFAULT;
1449
1450         if (nmask)
1451                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1452
1453         return err;
1454 }
1455
1456 #ifdef CONFIG_COMPAT
1457
1458 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1459                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1460                                      compat_ulong_t maxnode,
1461                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1462 {
1463         long err;
1464         unsigned long __user *nm = NULL;
1465         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1466         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1467
1468         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1469         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1470
1471         if (nmask)
1472                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1473
1474         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1475
1476         if (!err && nmask) {
1477                 unsigned long copy_size;
1478                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1479                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1480                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1481                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1482                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1483         }
1484
1485         return err;
1486 }
1487
1488 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1489                                      compat_ulong_t maxnode)
1490 {
1491         long err = 0;
1492         unsigned long __user *nm = NULL;
1493         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1494         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1495
1496         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1497         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1498
1499         if (nmask) {
1500                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1501                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1502                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1503         }
1504
1505         if (err)
1506                 return -EFAULT;
1507
1508         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1509 }
1510
1511 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1512                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1513                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1514 {
1515         long err = 0;
1516         unsigned long __user *nm = NULL;
1517         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1518         nodemask_t bm;
1519
1520         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1521         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1522
1523         if (nmask) {
1524                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1525                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1526                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1527         }
1528
1529         if (err)
1530                 return -EFAULT;
1531
1532         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1533 }
1534
1535 #endif
1536
1537 /*
1538  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1539  * @task - task for fallback if vma policy == default
1540  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1541  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1542  *
1543  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1544  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1545  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies must be
1546  * protected by task_lock(task) by the caller.
1547  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1548  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1549  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1550  * extra reference for shared policies.
1551  */
1552 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1553                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1554 {
1555         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1556
1557         if (vma) {
1558                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1559                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1560                                                                         addr);
1561                         if (vpol)
1562                                 pol = vpol;
1563                 } else if (vma->vm_policy) {
1564                         pol = vma->vm_policy;
1565
1566                         /*
1567                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1568                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1569                          * count on these policies which will be dropped by
1570                          * mpol_cond_put() later
1571                          */
1572                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1573                                 mpol_get(pol);
1574                 }
1575         }
1576         if (!pol)
1577                 pol = &default_policy;
1578         return pol;
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1583  * page allocation
1584  */
1585 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1586 {
1587         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1588         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1589                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1590                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1591                 return &policy->v.nodes;
1592
1593         return NULL;
1594 }
1595
1596 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1597 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1598         int nd)
1599 {
1600         switch (policy->mode) {
1601         case MPOL_PREFERRED:
1602                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1603                         nd = policy->v.preferred_node;
1604                 break;
1605         case MPOL_BIND:
1606                 /*
1607                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1608                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1609                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1610                  * the first node in the mask instead.
1611                  */
1612                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1613                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1614                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1615                 break;
1616         default:
1617                 BUG();
1618         }
1619         return node_zonelist(nd, gfp);
1620 }
1621
1622 /* Do dynamic interleaving for a process */
1623 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1624 {
1625         unsigned nid, next;
1626         struct task_struct *me = current;
1627
1628         nid = me->il_next;
1629         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1630         if (next >= MAX_NUMNODES)
1631                 next = first_node(policy->v.nodes);
1632         if (next < MAX_NUMNODES)
1633                 me->il_next = next;
1634         return nid;
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1639  * next slab entry.
1640  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1641  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1642  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1643  * such protection.
1644  */
1645 unsigned slab_node(void)
1646 {
1647         struct mempolicy *policy;
1648
1649         if (in_interrupt())
1650                 return numa_node_id();
1651
1652         policy = current->mempolicy;
1653         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1654                 return numa_node_id();
1655
1656         switch (policy->mode) {
1657         case MPOL_PREFERRED:
1658                 /*
1659                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1660                  */
1661                 return policy->v.preferred_node;
1662
1663         case MPOL_INTERLEAVE:
1664                 return interleave_nodes(policy);
1665
1666         case MPOL_BIND: {
1667                 /*
1668                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1669                  * first node.
1670                  */
1671                 struct zonelist *zonelist;
1672                 struct zone *zone;
1673                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1674                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1675                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1676                                                         &policy->v.nodes,
1677                                                         &zone);
1678                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1679         }
1680
1681         default:
1682                 BUG();
1683         }
1684 }
1685
1686 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1687 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1688                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1689 {
1690         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1691         unsigned target;
1692         int c;
1693         int nid = -1;
1694
1695         if (!nnodes)
1696                 return numa_node_id();
1697         target = (unsigned int)off % nnodes;
1698         c = 0;
1699         do {
1700                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1701                 c++;
1702         } while (c <= target);
1703         return nid;
1704 }
1705
1706 /* Determine a node number for interleave */
1707 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1708                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1709 {
1710         if (vma) {
1711                 unsigned long off;
1712
1713                 /*
1714                  * for small pages, there is no difference between
1715                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1716                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1717                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1718                  * a useful offset.
1719                  */
1720                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1721                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1722                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1723                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1724         } else
1725                 return interleave_nodes(pol);
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1730  * (returns -1 if nodemask is empty)
1731  */
1732 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1733 {
1734         int w, bit = -1;
1735
1736         w = nodes_weight(*maskp);
1737         if (w)
1738                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1739                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1740         return bit;
1741 }
1742
1743 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1744 /*
1745  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1746  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1747  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1748  * @gfp_flags = for requested zone
1749  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1750  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1751  *
1752  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1753  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1754  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1755  * @nodemask for filtering the zonelist.
1756  *
1757  * Must be protected by get_mems_allowed()
1758  */
1759 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1760                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1761                                 nodemask_t **nodemask)
1762 {
1763         struct zonelist *zl;
1764
1765         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1766         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1767
1768         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1769                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1770                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1771         } else {
1772                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1773                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1774                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1775         }
1776         return zl;
1777 }
1778
1779 /*
1780  * init_nodemask_of_mempolicy
1781  *
1782  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1783  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1784  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1785  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1786  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1787  * of non-default mempolicy.
1788  *
1789  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1790  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1791  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1792  *
1793  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1794  */
1795 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1796 {
1797         struct mempolicy *mempolicy;
1798         int nid;
1799
1800         if (!(mask && current->mempolicy))
1801                 return false;
1802
1803         task_lock(current);
1804         mempolicy = current->mempolicy;
1805         switch (mempolicy->mode) {
1806         case MPOL_PREFERRED:
1807                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1808                         nid = numa_node_id();
1809                 else
1810                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1811                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1812                 break;
1813
1814         case MPOL_BIND:
1815                 /* Fall through */
1816         case MPOL_INTERLEAVE:
1817                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1818                 break;
1819
1820         default:
1821                 BUG();
1822         }
1823         task_unlock(current);
1824
1825         return true;
1826 }
1827 #endif
1828
1829 /*
1830  * mempolicy_nodemask_intersects
1831  *
1832  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1833  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1834  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1835  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1836  *
1837  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1838  */
1839 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1840                                         const nodemask_t *mask)
1841 {
1842         struct mempolicy *mempolicy;
1843         bool ret = true;
1844
1845         if (!mask)
1846                 return ret;
1847         task_lock(tsk);
1848         mempolicy = tsk->mempolicy;
1849         if (!mempolicy)
1850                 goto out;
1851
1852         switch (mempolicy->mode) {
1853         case MPOL_PREFERRED:
1854                 /*
1855                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1856                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1857                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1858                  * nodes in mask.
1859                  */
1860                 break;
1861         case MPOL_BIND:
1862         case MPOL_INTERLEAVE:
1863                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1864                 break;
1865         default:
1866                 BUG();
1867         }
1868 out:
1869         task_unlock(tsk);
1870         return ret;
1871 }
1872
1873 /* Allocate a page in interleaved policy.
1874    Own path because it needs to do special accounting. */
1875 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1876                                         unsigned nid)
1877 {
1878         struct zonelist *zl;
1879         struct page *page;
1880
1881         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1882         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1883         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1884                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1885         return page;
1886 }
1887
1888 /**
1889  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1890  *
1891  *      @gfp:
1892  *      %GFP_USER    user allocation.
1893  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1894  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1895  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1896  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1897  *
1898  *      @order:Order of the GFP allocation.
1899  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1900  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1901  *
1902  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1903  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1904  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1905  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1906  *      all allocations for pages that will be mapped into
1907  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1908  *
1909  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1910  */
1911 struct page *
1912 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1913                 unsigned long addr, int node)
1914 {
1915         struct mempolicy *pol;
1916         struct zonelist *zl;
1917         struct page *page;
1918         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1919
1920 retry_cpuset:
1921         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1922         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1923
1924         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1925                 unsigned nid;
1926
1927                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1928                 mpol_cond_put(pol);
1929                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1930                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1931                         goto retry_cpuset;
1932
1933                 return page;
1934         }
1935         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1936         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1937                 /*
1938                  * slow path: ref counted shared policy
1939                  */
1940                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1941                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1942                 __mpol_put(pol);
1943                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1944                         goto retry_cpuset;
1945                 return page;
1946         }
1947         /*
1948          * fast path:  default or task policy
1949          */
1950         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1951                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1952         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1953                 goto retry_cpuset;
1954         return page;
1955 }
1956
1957 /**
1958  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1959  *
1960  *      @gfp:
1961  *              %GFP_USER   user allocation,
1962  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1963  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1964  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1965  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1966  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1967  *
1968  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1969  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1970  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1971  *
1972  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1973  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1974  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1975  */
1976 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1977 {
1978         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1979         struct page *page;
1980         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1981
1982         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1983                 pol = &default_policy;
1984
1985 retry_cpuset:
1986         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1987
1988         /*
1989          * No reference counting needed for current->mempolicy
1990          * nor system default_policy
1991          */
1992         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1993                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1994         else
1995                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1996                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1997                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1998
1999         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2000                 goto retry_cpuset;
2001
2002         return page;
2003 }
2004 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2005
2006 /*
2007  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2008  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2009  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2010  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2011  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2012  *
2013  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2014  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2015  */
2016
2017 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2018 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2019 {
2020         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2021
2022         if (!new)
2023                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2024
2025         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2026         if (old == current->mempolicy) {
2027                 task_lock(current);
2028                 *new = *old;
2029                 task_unlock(current);
2030         } else
2031                 *new = *old;
2032
2033         rcu_read_lock();
2034         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2035                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2036                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2037                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2038                 else
2039                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2040         }
2041         rcu_read_unlock();
2042         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2043         return new;
2044 }
2045
2046 /*
2047  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
2048  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
2049  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
2050  * after return.  Use the returned value.
2051  *
2052  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
2053  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
2054  * shmem_readahead needs this.
2055  */
2056 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
2057                                                 struct mempolicy *frompol)
2058 {
2059         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
2060                 return frompol;
2061
2062         *tompol = *frompol;
2063         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
2064         __mpol_put(frompol);
2065         return tompol;
2066 }
2067
2068 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2069 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2070 {
2071         if (!a || !b)
2072                 return false;
2073         if (a->mode != b->mode)
2074                 return false;
2075         if (a->flags != b->flags)
2076                 return false;
2077         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2078                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2079                         return false;
2080
2081         switch (a->mode) {
2082         case MPOL_BIND:
2083                 /* Fall through */
2084         case MPOL_INTERLEAVE:
2085                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2086         case MPOL_PREFERRED:
2087                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2088         default:
2089                 BUG();
2090                 return false;
2091         }
2092 }
2093
2094 /*
2095  * Shared memory backing store policy support.
2096  *
2097  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2098  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2099  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2100  * for any accesses to the tree.
2101  */
2102
2103 /* lookup first element intersecting start-end */
2104 /* Caller holds sp->mutex */
2105 static struct sp_node *
2106 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2107 {
2108         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2109
2110         while (n) {
2111                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2112
2113                 if (start >= p->end)
2114                         n = n->rb_right;
2115                 else if (end <= p->start)
2116                         n = n->rb_left;
2117                 else
2118                         break;
2119         }
2120         if (!n)
2121                 return NULL;
2122         for (;;) {
2123                 struct sp_node *w = NULL;
2124                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2125                 if (!prev)
2126                         break;
2127                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2128                 if (w->end <= start)
2129                         break;
2130                 n = prev;
2131         }
2132         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2133 }
2134
2135 /* Insert a new shared policy into the list. */
2136 /* Caller holds sp->lock */
2137 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2138 {
2139         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2140         struct rb_node *parent = NULL;
2141         struct sp_node *nd;
2142
2143         while (*p) {
2144                 parent = *p;
2145                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2146                 if (new->start < nd->start)
2147                         p = &(*p)->rb_left;
2148                 else if (new->end > nd->end)
2149                         p = &(*p)->rb_right;
2150                 else
2151                         BUG();
2152         }
2153         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2154         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2155         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2156                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2157 }
2158
2159 /* Find shared policy intersecting idx */
2160 struct mempolicy *
2161 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2162 {
2163         struct mempolicy *pol = NULL;
2164         struct sp_node *sn;
2165
2166         if (!sp->root.rb_node)
2167                 return NULL;
2168         mutex_lock(&sp->mutex);
2169         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2170         if (sn) {
2171                 mpol_get(sn->policy);
2172                 pol = sn->policy;
2173         }
2174         mutex_unlock(&sp->mutex);
2175         return pol;
2176 }
2177
2178 static void sp_free(struct sp_node *n)
2179 {
2180         mpol_put(n->policy);
2181         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2182 }
2183
2184 /**
2185  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2186  *
2187  * @page   - page to be checked
2188  * @vma    - vm area where page mapped
2189  * @addr   - virtual address where page mapped
2190  *
2191  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2192  * node id.
2193  *
2194  * Returns:
2195  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2196  *      node    - node id where the page should be
2197  *
2198  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2199  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2200  */
2201 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2202 {
2203         struct mempolicy *pol;
2204         struct zone *zone;
2205         int curnid = page_to_nid(page);
2206         unsigned long pgoff;
2207         int polnid = -1;
2208         int ret = -1;
2209
2210         BUG_ON(!vma);
2211
2212         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2213         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2214                 goto out;
2215
2216         switch (pol->mode) {
2217         case MPOL_INTERLEAVE:
2218                 BUG_ON(addr >= vma->vm_end);
2219                 BUG_ON(addr < vma->vm_start);
2220
2221                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2222                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2223                 polnid = offset_il_node(pol, vma, pgoff);
2224                 break;
2225
2226         case MPOL_PREFERRED:
2227                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2228                         polnid = numa_node_id();
2229                 else
2230                         polnid = pol->v.preferred_node;
2231                 break;
2232
2233         case MPOL_BIND:
2234                 /*
2235                  * allows binding to multiple nodes.
2236                  * use current page if in policy nodemask,
2237                  * else select nearest allowed node, if any.
2238                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2239                  */
2240                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2241                         goto out;
2242                 (void)first_zones_zonelist(
2243                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2244                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2245                                 &pol->v.nodes, &zone);
2246                 polnid = zone->node;
2247                 break;
2248
2249         default:
2250                 BUG();
2251         }
2252         if (curnid != polnid)
2253                 ret = polnid;
2254 out:
2255         mpol_cond_put(pol);
2256
2257         return ret;
2258 }
2259
2260 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2261 {
2262         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2263         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2264         sp_free(n);
2265 }
2266
2267 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2268                                 struct mempolicy *pol)
2269 {
2270         struct sp_node *n;
2271         struct mempolicy *newpol;
2272
2273         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2274         if (!n)
2275                 return NULL;
2276
2277         newpol = mpol_dup(pol);
2278         if (IS_ERR(newpol)) {
2279                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2280                 return NULL;
2281         }
2282         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2283
2284         n->start = start;
2285         n->end = end;
2286         n->policy = newpol;
2287
2288         return n;
2289 }
2290
2291 /* Replace a policy range. */
2292 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2293                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2294 {
2295         struct sp_node *n;
2296         int ret = 0;
2297
2298         mutex_lock(&sp->mutex);
2299         n = sp_lookup(sp, start, end);
2300         /* Take care of old policies in the same range. */
2301         while (n && n->start < end) {
2302                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2303                 if (n->start >= start) {
2304                         if (n->end <= end)
2305                                 sp_delete(sp, n);
2306                         else
2307                                 n->start = end;
2308                 } else {
2309                         /* Old policy spanning whole new range. */
2310                         if (n->end > end) {
2311                                 struct sp_node *new2;
2312                                 new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2313                                 if (!new2) {
2314                                         ret = -ENOMEM;
2315                                         goto out;
2316                                 }
2317                                 n->end = start;
2318                                 sp_insert(sp, new2);
2319                                 break;
2320                         } else
2321                                 n->end = start;
2322                 }
2323                 if (!next)
2324                         break;
2325                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2326         }
2327         if (new)
2328                 sp_insert(sp, new);
2329 out:
2330         mutex_unlock(&sp->mutex);
2331         return ret;
2332 }
2333
2334 /**
2335  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2336  * @sp: pointer to inode shared policy
2337  * @mpol:  struct mempolicy to install
2338  *
2339  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2340  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2341  * This must be released on exit.
2342  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2343  */
2344 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2345 {
2346         int ret;
2347
2348         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2349         mutex_init(&sp->mutex);
2350
2351         if (mpol) {
2352                 struct vm_area_struct pvma;
2353                 struct mempolicy *new;
2354                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2355
2356                 if (!scratch)
2357                         goto put_mpol;
2358                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2359                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2360                 if (IS_ERR(new))
2361                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2362
2363                 task_lock(current);
2364                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2365                 task_unlock(current);
2366                 if (ret)
2367                         goto put_new;
2368
2369                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2370                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2371                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2372                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2373
2374 put_new:
2375                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2376 free_scratch:
2377                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2378 put_mpol:
2379                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2380         }
2381 }
2382
2383 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2384                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2385 {
2386         int err;
2387         struct sp_node *new = NULL;
2388         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2389
2390         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2391                  vma->vm_pgoff,
2392                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2393                  npol ? npol->flags : -1,
2394                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2395
2396         if (npol) {
2397                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2398                 if (!new)
2399                         return -ENOMEM;
2400         }
2401         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2402         if (err && new)
2403                 sp_free(new);
2404         return err;
2405 }
2406
2407 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2408 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2409 {
2410         struct sp_node *n;
2411         struct rb_node *next;
2412
2413         if (!p->root.rb_node)
2414                 return;
2415         mutex_lock(&p->mutex);
2416         next = rb_first(&p->root);
2417         while (next) {
2418                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2419                 next = rb_next(&n->nd);
2420                 sp_delete(p, n);
2421         }
2422         mutex_unlock(&p->mutex);
2423 }
2424
2425 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2426 void __init numa_policy_init(void)
2427 {
2428         nodemask_t interleave_nodes;
2429         unsigned long largest = 0;
2430         int nid, prefer = 0;
2431
2432         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2433                                          sizeof(struct mempolicy),
2434                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2435
2436         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2437                                      sizeof(struct sp_node),
2438                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2439
2440         /*
2441          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2442          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2443          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2444          */
2445         nodes_clear(interleave_nodes);
2446         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2447                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2448
2449                 /* Preserve the largest node */
2450                 if (largest < total_pages) {
2451                         largest = total_pages;
2452                         prefer = nid;
2453                 }
2454
2455                 /* Interleave this node? */
2456                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2457                         node_set(nid, interleave_nodes);
2458         }
2459
2460         /* All too small, use the largest */
2461         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2462                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2463
2464         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2465                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2466 }
2467
2468 /* Reset policy of current process to default */
2469 void numa_default_policy(void)
2470 {
2471         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Parse and format mempolicy from/to strings
2476  */
2477
2478 /*
2479  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2480  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2481  */
2482 static const char * const policy_modes[] =
2483 {
2484         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2485         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2486         [MPOL_BIND]       = "bind",
2487         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2488         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2489         [MPOL_NOOP]       = "noop",     /* should not actually be used */
2490 };
2491
2492
2493 #ifdef CONFIG_TMPFS
2494 /**
2495  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2496  * @str:  string containing mempolicy to parse
2497  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2498  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2499  *
2500  * Format of input:
2501  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2502  *
2503  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2504  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2505  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2506  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2507  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2508  * it again is redundant, but safe.
2509  *
2510  * On success, returns 0, else 1
2511  */
2512 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2513 {
2514         struct mempolicy *new = NULL;
2515         unsigned short mode;
2516         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2517         nodemask_t nodes;
2518         char *nodelist = strchr(str, ':');
2519         char *flags = strchr(str, '=');
2520         int err = 1;
2521
2522         if (nodelist) {
2523                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2524                 *nodelist++ = '\0';
2525                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2526                         goto out;
2527                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2528                         goto out;
2529         } else
2530                 nodes_clear(nodes);
2531
2532         if (flags)
2533                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2534
2535         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2536                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2537                         break;
2538                 }
2539         }
2540         if (mode >= MPOL_MAX || mode == MPOL_NOOP)
2541                 goto out;
2542
2543         switch (mode) {
2544         case MPOL_PREFERRED:
2545                 /*
2546                  * Insist on a nodelist of one node only
2547                  */
2548                 if (nodelist) {
2549                         char *rest = nodelist;
2550                         while (isdigit(*rest))
2551                                 rest++;
2552                         if (*rest)
2553                                 goto out;
2554                 }
2555                 break;
2556         case MPOL_INTERLEAVE:
2557                 /*
2558                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2559                  */
2560                 if (!nodelist)
2561                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2562                 break;
2563         case MPOL_LOCAL:
2564                 /*
2565                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2566                  */
2567                 if (nodelist)
2568                         goto out;
2569                 mode = MPOL_PREFERRED;
2570                 break;
2571         case MPOL_DEFAULT:
2572                 /*
2573                  * Insist on a empty nodelist
2574                  */
2575                 if (!nodelist)
2576                         err = 0;
2577                 goto out;
2578         case MPOL_BIND:
2579                 /*
2580                  * Insist on a nodelist
2581                  */
2582                 if (!nodelist)
2583                         goto out;
2584         }
2585
2586         mode_flags = 0;
2587         if (flags) {
2588                 /*
2589                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2590                  * mode flags.
2591                  */
2592                 if (!strcmp(flags, "static"))
2593                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2594                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2595                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2596                 else
2597                         goto out;
2598         }
2599
2600         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2601         if (IS_ERR(new))
2602                 goto out;
2603
2604         if (no_context) {
2605                 /* save for contextualization */
2606                 new->w.user_nodemask = nodes;
2607         } else {
2608                 int ret;
2609                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2610                 if (scratch) {
2611                         task_lock(current);
2612                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2613                         task_unlock(current);
2614                 } else
2615                         ret = -ENOMEM;
2616                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2617                 if (ret) {
2618                         mpol_put(new);
2619                         goto out;
2620                 }
2621         }
2622         err = 0;
2623
2624 out:
2625         /* Restore string for error message */
2626         if (nodelist)
2627                 *--nodelist = ':';
2628         if (flags)
2629                 *--flags = '=';
2630         if (!err)
2631                 *mpol = new;
2632         return err;
2633 }
2634 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2635
2636 /**
2637  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2638  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2639  * @maxlen:  length of @buffer
2640  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2641  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2642  *
2643  * Convert a mempolicy into a string.
2644  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2645  * or an error (negative)
2646  */
2647 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2648 {
2649         char *p = buffer;
2650         int l;
2651         nodemask_t nodes;
2652         unsigned short mode;
2653         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2654
2655         /*
2656          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2657          */
2658         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2659
2660         if (!pol || pol == &default_policy)
2661                 mode = MPOL_DEFAULT;
2662         else
2663                 mode = pol->mode;
2664
2665         switch (mode) {
2666         case MPOL_DEFAULT:
2667                 nodes_clear(nodes);
2668                 break;
2669
2670         case MPOL_PREFERRED:
2671                 nodes_clear(nodes);
2672                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2673                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2674                 else
2675                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2676                 break;
2677
2678         case MPOL_BIND:
2679                 /* Fall through */
2680         case MPOL_INTERLEAVE:
2681                 if (no_context)
2682                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2683                 else
2684                         nodes = pol->v.nodes;
2685                 break;
2686
2687         default:
2688                 return -EINVAL;
2689         }
2690
2691         l = strlen(policy_modes[mode]);
2692         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2693                 return -ENOSPC;
2694
2695         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2696         p += l;
2697
2698         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2699                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2700                         return -ENOSPC;
2701                 *p++ = '=';
2702
2703                 /*
2704                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2705                  */
2706                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2707                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2708                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2709                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2710         }
2711
2712         if (!nodes_empty(nodes)) {
2713                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2714                         return -ENOSPC;
2715                 *p++ = ':';
2716                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2717         }
2718         return p - buffer;
2719 }