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