Merge tag 'stable/for-linus-3.5-rc0-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 == 0 &&
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 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
611 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
612                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
613 {
614         struct vm_area_struct *next;
615         struct vm_area_struct *prev;
616         struct vm_area_struct *vma;
617         int err = 0;
618         pgoff_t pgoff;
619         unsigned long vmstart;
620         unsigned long vmend;
621
622         vma = find_vma(mm, start);
623         if (!vma || vma->vm_start > start)
624                 return -EFAULT;
625
626         prev = vma->vm_prev;
627         if (start > vma->vm_start)
628                 prev = vma;
629
630         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
631                 next = vma->vm_next;
632                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
633                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
634
635                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
636                         continue;
637
638                 pgoff = vma->vm_pgoff +
639                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
640                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
641                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
642                                   new_pol);
643                 if (prev) {
644                         vma = prev;
645                         next = vma->vm_next;
646                         continue;
647                 }
648                 if (vma->vm_start != vmstart) {
649                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
650                         if (err)
651                                 goto out;
652                 }
653                 if (vma->vm_end != vmend) {
654                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
655                         if (err)
656                                 goto out;
657                 }
658
659                 /*
660                  * Apply policy to a single VMA. The reference counting of
661                  * policy for vma_policy linkages has already been handled by
662                  * vma_merge and split_vma as necessary. If this is a shared
663                  * policy then ->set_policy will increment the reference count
664                  * for an sp node.
665                  */
666                 pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
667                         vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
668                         vma->vm_ops, vma->vm_file,
669                         vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
670                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
671                         err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new_pol);
672                         if (err)
673                                 goto out;
674                 }
675         }
676
677  out:
678         return err;
679 }
680
681 /*
682  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
683  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
684  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
685  *
686  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
687  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
688  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
689  *
690  * The above limitation is why this routine has the funny name
691  * mpol_fix_fork_child_flag().
692  *
693  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
694  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
695  * for use within this file.
696  */
697
698 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
699 {
700         if (p->mempolicy)
701                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
702         else
703                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
704 }
705
706 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
707 {
708         mpol_fix_fork_child_flag(current);
709 }
710
711 /* Set the process memory policy */
712 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
713                              nodemask_t *nodes)
714 {
715         struct mempolicy *new, *old;
716         struct mm_struct *mm = current->mm;
717         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
718         int ret;
719
720         if (!scratch)
721                 return -ENOMEM;
722
723         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
724         if (IS_ERR(new)) {
725                 ret = PTR_ERR(new);
726                 goto out;
727         }
728         /*
729          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
730          * is using it.
731          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
732          * with no 'mm'.
733          */
734         if (mm)
735                 down_write(&mm->mmap_sem);
736         task_lock(current);
737         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
738         if (ret) {
739                 task_unlock(current);
740                 if (mm)
741                         up_write(&mm->mmap_sem);
742                 mpol_put(new);
743                 goto out;
744         }
745         old = current->mempolicy;
746         current->mempolicy = new;
747         mpol_set_task_struct_flag();
748         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
749             nodes_weight(new->v.nodes))
750                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
751         task_unlock(current);
752         if (mm)
753                 up_write(&mm->mmap_sem);
754
755         mpol_put(old);
756         ret = 0;
757 out:
758         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
759         return ret;
760 }
761
762 /*
763  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
764  *
765  * Called with task's alloc_lock held
766  */
767 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
768 {
769         nodes_clear(*nodes);
770         if (p == &default_policy)
771                 return;
772
773         switch (p->mode) {
774         case MPOL_BIND:
775                 /* Fall through */
776         case MPOL_INTERLEAVE:
777                 *nodes = p->v.nodes;
778                 break;
779         case MPOL_PREFERRED:
780                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
781                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
782                 /* else return empty node mask for local allocation */
783                 break;
784         default:
785                 BUG();
786         }
787 }
788
789 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
790 {
791         struct page *p;
792         int err;
793
794         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
795         if (err >= 0) {
796                 err = page_to_nid(p);
797                 put_page(p);
798         }
799         return err;
800 }
801
802 /* Retrieve NUMA policy */
803 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
804                              unsigned long addr, unsigned long flags)
805 {
806         int err;
807         struct mm_struct *mm = current->mm;
808         struct vm_area_struct *vma = NULL;
809         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
810
811         if (flags &
812                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
813                 return -EINVAL;
814
815         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
816                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
817                         return -EINVAL;
818                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
819                 task_lock(current);
820                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
821                 task_unlock(current);
822                 return 0;
823         }
824
825         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
826                 /*
827                  * Do NOT fall back to task policy if the
828                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
829                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
830                  */
831                 down_read(&mm->mmap_sem);
832                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
833                 if (!vma) {
834                         up_read(&mm->mmap_sem);
835                         return -EFAULT;
836                 }
837                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
838                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
839                 else
840                         pol = vma->vm_policy;
841         } else if (addr)
842                 return -EINVAL;
843
844         if (!pol)
845                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
846
847         if (flags & MPOL_F_NODE) {
848                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
849                         err = lookup_node(mm, addr);
850                         if (err < 0)
851                                 goto out;
852                         *policy = err;
853                 } else if (pol == current->mempolicy &&
854                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
855                         *policy = current->il_next;
856                 } else {
857                         err = -EINVAL;
858                         goto out;
859                 }
860         } else {
861                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
862                                                 pol->mode;
863                 /*
864                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
865                  * the policy to userspace.
866                  */
867                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
868         }
869
870         if (vma) {
871                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
872                 vma = NULL;
873         }
874
875         err = 0;
876         if (nmask) {
877                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
878                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
879                 } else {
880                         task_lock(current);
881                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
882                         task_unlock(current);
883                 }
884         }
885
886  out:
887         mpol_cond_put(pol);
888         if (vma)
889                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
890         return err;
891 }
892
893 #ifdef CONFIG_MIGRATION
894 /*
895  * page migration
896  */
897 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
898                                 unsigned long flags)
899 {
900         /*
901          * Avoid migrating a page that is shared with others.
902          */
903         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
904                 if (!isolate_lru_page(page)) {
905                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
906                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
907                                             page_is_file_cache(page));
908                 }
909         }
910 }
911
912 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
913 {
914         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
915 }
916
917 /*
918  * Migrate pages from one node to a target node.
919  * Returns error or the number of pages not migrated.
920  */
921 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
922                            int flags)
923 {
924         nodemask_t nmask;
925         LIST_HEAD(pagelist);
926         int err = 0;
927         struct vm_area_struct *vma;
928
929         nodes_clear(nmask);
930         node_set(source, nmask);
931
932         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
933                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
934         if (IS_ERR(vma))
935                 return PTR_ERR(vma);
936
937         if (!list_empty(&pagelist)) {
938                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
939                                                         false, MIGRATE_SYNC);
940                 if (err)
941                         putback_lru_pages(&pagelist);
942         }
943
944         return err;
945 }
946
947 /*
948  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
949  * layout as much as possible.
950  *
951  * Returns the number of page that could not be moved.
952  */
953 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
954         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
955 {
956         int busy = 0;
957         int err;
958         nodemask_t tmp;
959
960         err = migrate_prep();
961         if (err)
962                 return err;
963
964         down_read(&mm->mmap_sem);
965
966         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
967         if (err)
968                 goto out;
969
970         /*
971          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
972          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
973          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
974          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
975          *
976          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
977          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
978          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
979          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
980          *
981          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
982          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
983          * (nothing left to migrate).
984          *
985          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
986          * if possible the dest node is not already occupied by some other
987          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
988          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
989          * before migrating outgoing memory source that same node.
990          *
991          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
992          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
993          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
994          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
995          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
996          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
997          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
998          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
999          */
1000
1001         tmp = *from_nodes;
1002         while (!nodes_empty(tmp)) {
1003                 int s,d;
1004                 int source = -1;
1005                 int dest = 0;
1006
1007                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1008                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1009                         if (s == d)
1010                                 continue;
1011
1012                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1013                         dest = d;
1014
1015                         /* dest not in remaining from nodes? */
1016                         if (!node_isset(dest, tmp))
1017                                 break;
1018                 }
1019                 if (source == -1)
1020                         break;
1021
1022                 node_clear(source, tmp);
1023                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1024                 if (err > 0)
1025                         busy += err;
1026                 if (err < 0)
1027                         break;
1028         }
1029 out:
1030         up_read(&mm->mmap_sem);
1031         if (err < 0)
1032                 return err;
1033         return busy;
1034
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1039  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1040  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1041  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1042  * is in virtual address order.
1043  */
1044 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1045 {
1046         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1047         unsigned long uninitialized_var(address);
1048
1049         while (vma) {
1050                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1051                 if (address != -EFAULT)
1052                         break;
1053                 vma = vma->vm_next;
1054         }
1055
1056         /*
1057          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1058          */
1059         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1060 }
1061 #else
1062
1063 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1064                                 unsigned long flags)
1065 {
1066 }
1067
1068 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1069         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1070 {
1071         return -ENOSYS;
1072 }
1073
1074 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1075 {
1076         return NULL;
1077 }
1078 #endif
1079
1080 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1081                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1082                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1083 {
1084         struct vm_area_struct *vma;
1085         struct mm_struct *mm = current->mm;
1086         struct mempolicy *new;
1087         unsigned long end;
1088         int err;
1089         LIST_HEAD(pagelist);
1090
1091         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1092                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1093                 return -EINVAL;
1094         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1095                 return -EPERM;
1096
1097         if (start & ~PAGE_MASK)
1098                 return -EINVAL;
1099
1100         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1101                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1102
1103         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1104         end = start + len;
1105
1106         if (end < start)
1107                 return -EINVAL;
1108         if (end == start)
1109                 return 0;
1110
1111         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1112         if (IS_ERR(new))
1113                 return PTR_ERR(new);
1114
1115         /*
1116          * If we are using the default policy then operation
1117          * on discontinuous address spaces is okay after all
1118          */
1119         if (!new)
1120                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1121
1122         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1123                  start, start + len, mode, mode_flags,
1124                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1125
1126         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1127
1128                 err = migrate_prep();
1129                 if (err)
1130                         goto mpol_out;
1131         }
1132         {
1133                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1134                 if (scratch) {
1135                         down_write(&mm->mmap_sem);
1136                         task_lock(current);
1137                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1138                         task_unlock(current);
1139                         if (err)
1140                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1141                 } else
1142                         err = -ENOMEM;
1143                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1144         }
1145         if (err)
1146                 goto mpol_out;
1147
1148         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1149                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1150
1151         err = PTR_ERR(vma);
1152         if (!IS_ERR(vma)) {
1153                 int nr_failed = 0;
1154
1155                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1156
1157                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1158                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1159                                                 (unsigned long)vma,
1160                                                 false, true);
1161                         if (nr_failed)
1162                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1163                 }
1164
1165                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1166                         err = -EIO;
1167         } else
1168                 putback_lru_pages(&pagelist);
1169
1170         up_write(&mm->mmap_sem);
1171  mpol_out:
1172         mpol_put(new);
1173         return err;
1174 }
1175
1176 /*
1177  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1178  */
1179
1180 /* Copy a node mask from user space. */
1181 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1182                      unsigned long maxnode)
1183 {
1184         unsigned long k;
1185         unsigned long nlongs;
1186         unsigned long endmask;
1187
1188         --maxnode;
1189         nodes_clear(*nodes);
1190         if (maxnode == 0 || !nmask)
1191                 return 0;
1192         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1193                 return -EINVAL;
1194
1195         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1196         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1197                 endmask = ~0UL;
1198         else
1199                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1200
1201         /* When the user specified more nodes than supported just check
1202            if the non supported part is all zero. */
1203         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1204                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1205                         return -EINVAL;
1206                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1207                         unsigned long t;
1208                         if (get_user(t, nmask + k))
1209                                 return -EFAULT;
1210                         if (k == nlongs - 1) {
1211                                 if (t & endmask)
1212                                         return -EINVAL;
1213                         } else if (t)
1214                                 return -EINVAL;
1215                 }
1216                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1217                 endmask = ~0UL;
1218         }
1219
1220         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1221                 return -EFAULT;
1222         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1223         return 0;
1224 }
1225
1226 /* Copy a kernel node mask to user space */
1227 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1228                               nodemask_t *nodes)
1229 {
1230         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1231         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1232
1233         if (copy > nbytes) {
1234                 if (copy > PAGE_SIZE)
1235                         return -EINVAL;
1236                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1237                         return -EFAULT;
1238                 copy = nbytes;
1239         }
1240         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1241 }
1242
1243 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1244                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1245                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1246 {
1247         nodemask_t nodes;
1248         int err;
1249         unsigned short mode_flags;
1250
1251         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1252         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1253         if (mode >= MPOL_MAX)
1254                 return -EINVAL;
1255         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1256             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1257                 return -EINVAL;
1258         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1259         if (err)
1260                 return err;
1261         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1262 }
1263
1264 /* Set the process memory policy */
1265 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1266                 unsigned long, maxnode)
1267 {
1268         int err;
1269         nodemask_t nodes;
1270         unsigned short flags;
1271
1272         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1273         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1274         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1275                 return -EINVAL;
1276         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1277                 return -EINVAL;
1278         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1279         if (err)
1280                 return err;
1281         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1282 }
1283
1284 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1285                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1286                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1287 {
1288         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1289         struct mm_struct *mm = NULL;
1290         struct task_struct *task;
1291         nodemask_t task_nodes;
1292         int err;
1293         nodemask_t *old;
1294         nodemask_t *new;
1295         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1296
1297         if (!scratch)
1298                 return -ENOMEM;
1299
1300         old = &scratch->mask1;
1301         new = &scratch->mask2;
1302
1303         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1304         if (err)
1305                 goto out;
1306
1307         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1308         if (err)
1309                 goto out;
1310
1311         /* Find the mm_struct */
1312         rcu_read_lock();
1313         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1314         if (!task) {
1315                 rcu_read_unlock();
1316                 err = -ESRCH;
1317                 goto out;
1318         }
1319         get_task_struct(task);
1320
1321         err = -EINVAL;
1322
1323         /*
1324          * Check if this process has the right to modify the specified
1325          * process. The right exists if the process has administrative
1326          * capabilities, superuser privileges or the same
1327          * userid as the target process.
1328          */
1329         tcred = __task_cred(task);
1330         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1331             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1332             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1333                 rcu_read_unlock();
1334                 err = -EPERM;
1335                 goto out_put;
1336         }
1337         rcu_read_unlock();
1338
1339         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1340         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1341         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1342                 err = -EPERM;
1343                 goto out_put;
1344         }
1345
1346         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1347                 err = -EINVAL;
1348                 goto out_put;
1349         }
1350
1351         err = security_task_movememory(task);
1352         if (err)
1353                 goto out_put;
1354
1355         mm = get_task_mm(task);
1356         put_task_struct(task);
1357
1358         if (!mm) {
1359                 err = -EINVAL;
1360                 goto out;
1361         }
1362
1363         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1364                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1365
1366         mmput(mm);
1367 out:
1368         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1369
1370         return err;
1371
1372 out_put:
1373         put_task_struct(task);
1374         goto out;
1375
1376 }
1377
1378
1379 /* Retrieve NUMA policy */
1380 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1381                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1382                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1383 {
1384         int err;
1385         int uninitialized_var(pval);
1386         nodemask_t nodes;
1387
1388         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1389                 return -EINVAL;
1390
1391         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1392
1393         if (err)
1394                 return err;
1395
1396         if (policy && put_user(pval, policy))
1397                 return -EFAULT;
1398
1399         if (nmask)
1400                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1401
1402         return err;
1403 }
1404
1405 #ifdef CONFIG_COMPAT
1406
1407 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1408                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1409                                      compat_ulong_t maxnode,
1410                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1411 {
1412         long err;
1413         unsigned long __user *nm = NULL;
1414         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1415         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1416
1417         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1418         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1419
1420         if (nmask)
1421                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1422
1423         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1424
1425         if (!err && nmask) {
1426                 unsigned long copy_size;
1427                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1428                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1429                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1430                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1431                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1432         }
1433
1434         return err;
1435 }
1436
1437 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1438                                      compat_ulong_t maxnode)
1439 {
1440         long err = 0;
1441         unsigned long __user *nm = NULL;
1442         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1443         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1444
1445         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1446         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1447
1448         if (nmask) {
1449                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1450                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1451                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1452         }
1453
1454         if (err)
1455                 return -EFAULT;
1456
1457         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1458 }
1459
1460 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1461                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1462                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1463 {
1464         long err = 0;
1465         unsigned long __user *nm = NULL;
1466         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1467         nodemask_t bm;
1468
1469         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1470         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1471
1472         if (nmask) {
1473                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1474                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1475                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1476         }
1477
1478         if (err)
1479                 return -EFAULT;
1480
1481         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1482 }
1483
1484 #endif
1485
1486 /*
1487  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1488  * @task - task for fallback if vma policy == default
1489  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1490  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1491  *
1492  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1493  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1494  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1495  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1496  * the caller.
1497  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1498  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1499  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1500  * extra reference for shared policies.
1501  */
1502 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1503                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1504 {
1505         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1506
1507         if (vma) {
1508                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1509                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1510                                                                         addr);
1511                         if (vpol)
1512                                 pol = vpol;
1513                 } else if (vma->vm_policy)
1514                         pol = vma->vm_policy;
1515         }
1516         if (!pol)
1517                 pol = &default_policy;
1518         return pol;
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1523  * page allocation
1524  */
1525 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1526 {
1527         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1528         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1529                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1530                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1531                 return &policy->v.nodes;
1532
1533         return NULL;
1534 }
1535
1536 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1537 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1538         int nd)
1539 {
1540         switch (policy->mode) {
1541         case MPOL_PREFERRED:
1542                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1543                         nd = policy->v.preferred_node;
1544                 break;
1545         case MPOL_BIND:
1546                 /*
1547                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1548                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1549                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1550                  * the first node in the mask instead.
1551                  */
1552                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1553                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1554                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1555                 break;
1556         default:
1557                 BUG();
1558         }
1559         return node_zonelist(nd, gfp);
1560 }
1561
1562 /* Do dynamic interleaving for a process */
1563 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1564 {
1565         unsigned nid, next;
1566         struct task_struct *me = current;
1567
1568         nid = me->il_next;
1569         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1570         if (next >= MAX_NUMNODES)
1571                 next = first_node(policy->v.nodes);
1572         if (next < MAX_NUMNODES)
1573                 me->il_next = next;
1574         return nid;
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1579  * next slab entry.
1580  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1581  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1582  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1583  * such protection.
1584  */
1585 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1586 {
1587         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1588                 return numa_node_id();
1589
1590         switch (policy->mode) {
1591         case MPOL_PREFERRED:
1592                 /*
1593                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1594                  */
1595                 return policy->v.preferred_node;
1596
1597         case MPOL_INTERLEAVE:
1598                 return interleave_nodes(policy);
1599
1600         case MPOL_BIND: {
1601                 /*
1602                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1603                  * first node.
1604                  */
1605                 struct zonelist *zonelist;
1606                 struct zone *zone;
1607                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1608                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1609                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1610                                                         &policy->v.nodes,
1611                                                         &zone);
1612                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1613         }
1614
1615         default:
1616                 BUG();
1617         }
1618 }
1619
1620 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1621 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1622                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1623 {
1624         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1625         unsigned target;
1626         int c;
1627         int nid = -1;
1628
1629         if (!nnodes)
1630                 return numa_node_id();
1631         target = (unsigned int)off % nnodes;
1632         c = 0;
1633         do {
1634                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1635                 c++;
1636         } while (c <= target);
1637         return nid;
1638 }
1639
1640 /* Determine a node number for interleave */
1641 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1642                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1643 {
1644         if (vma) {
1645                 unsigned long off;
1646
1647                 /*
1648                  * for small pages, there is no difference between
1649                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1650                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1651                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1652                  * a useful offset.
1653                  */
1654                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1655                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1656                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1657                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1658         } else
1659                 return interleave_nodes(pol);
1660 }
1661
1662 /*
1663  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1664  * (returns -1 if nodemask is empty)
1665  */
1666 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1667 {
1668         int w, bit = -1;
1669
1670         w = nodes_weight(*maskp);
1671         if (w)
1672                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1673                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1674         return bit;
1675 }
1676
1677 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1678 /*
1679  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1680  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1681  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1682  * @gfp_flags = for requested zone
1683  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1684  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1685  *
1686  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1687  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1688  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1689  * @nodemask for filtering the zonelist.
1690  *
1691  * Must be protected by get_mems_allowed()
1692  */
1693 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1694                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1695                                 nodemask_t **nodemask)
1696 {
1697         struct zonelist *zl;
1698
1699         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1700         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1701
1702         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1703                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1704                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1705         } else {
1706                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1707                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1708                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1709         }
1710         return zl;
1711 }
1712
1713 /*
1714  * init_nodemask_of_mempolicy
1715  *
1716  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1717  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1718  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1719  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1720  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1721  * of non-default mempolicy.
1722  *
1723  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1724  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1725  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1726  *
1727  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1728  */
1729 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1730 {
1731         struct mempolicy *mempolicy;
1732         int nid;
1733
1734         if (!(mask && current->mempolicy))
1735                 return false;
1736
1737         task_lock(current);
1738         mempolicy = current->mempolicy;
1739         switch (mempolicy->mode) {
1740         case MPOL_PREFERRED:
1741                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1742                         nid = numa_node_id();
1743                 else
1744                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1745                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1746                 break;
1747
1748         case MPOL_BIND:
1749                 /* Fall through */
1750         case MPOL_INTERLEAVE:
1751                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1752                 break;
1753
1754         default:
1755                 BUG();
1756         }
1757         task_unlock(current);
1758
1759         return true;
1760 }
1761 #endif
1762
1763 /*
1764  * mempolicy_nodemask_intersects
1765  *
1766  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1767  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1768  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1769  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1770  *
1771  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1772  */
1773 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1774                                         const nodemask_t *mask)
1775 {
1776         struct mempolicy *mempolicy;
1777         bool ret = true;
1778
1779         if (!mask)
1780                 return ret;
1781         task_lock(tsk);
1782         mempolicy = tsk->mempolicy;
1783         if (!mempolicy)
1784                 goto out;
1785
1786         switch (mempolicy->mode) {
1787         case MPOL_PREFERRED:
1788                 /*
1789                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1790                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1791                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1792                  * nodes in mask.
1793                  */
1794                 break;
1795         case MPOL_BIND:
1796         case MPOL_INTERLEAVE:
1797                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1798                 break;
1799         default:
1800                 BUG();
1801         }
1802 out:
1803         task_unlock(tsk);
1804         return ret;
1805 }
1806
1807 /* Allocate a page in interleaved policy.
1808    Own path because it needs to do special accounting. */
1809 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1810                                         unsigned nid)
1811 {
1812         struct zonelist *zl;
1813         struct page *page;
1814
1815         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1816         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1817         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1818                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1819         return page;
1820 }
1821
1822 /**
1823  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1824  *
1825  *      @gfp:
1826  *      %GFP_USER    user allocation.
1827  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1828  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1829  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1830  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1831  *
1832  *      @order:Order of the GFP allocation.
1833  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1834  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1835  *
1836  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1837  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1838  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1839  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1840  *      all allocations for pages that will be mapped into
1841  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1842  *
1843  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1844  */
1845 struct page *
1846 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1847                 unsigned long addr, int node)
1848 {
1849         struct mempolicy *pol;
1850         struct zonelist *zl;
1851         struct page *page;
1852         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1853
1854 retry_cpuset:
1855         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1856         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1857
1858         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1859                 unsigned nid;
1860
1861                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1862                 mpol_cond_put(pol);
1863                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1864                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1865                         goto retry_cpuset;
1866
1867                 return page;
1868         }
1869         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1870         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1871                 /*
1872                  * slow path: ref counted shared policy
1873                  */
1874                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1875                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1876                 __mpol_put(pol);
1877                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1878                         goto retry_cpuset;
1879                 return page;
1880         }
1881         /*
1882          * fast path:  default or task policy
1883          */
1884         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1885                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1886         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1887                 goto retry_cpuset;
1888         return page;
1889 }
1890
1891 /**
1892  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1893  *
1894  *      @gfp:
1895  *              %GFP_USER   user allocation,
1896  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1897  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1898  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1899  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1900  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1901  *
1902  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1903  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1904  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1905  *
1906  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1907  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1908  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1909  */
1910 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1911 {
1912         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1913         struct page *page;
1914         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1915
1916         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1917                 pol = &default_policy;
1918
1919 retry_cpuset:
1920         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1921
1922         /*
1923          * No reference counting needed for current->mempolicy
1924          * nor system default_policy
1925          */
1926         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1927                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1928         else
1929                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1930                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1931                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1932
1933         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1934                 goto retry_cpuset;
1935
1936         return page;
1937 }
1938 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1939
1940 /*
1941  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1942  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1943  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1944  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1945  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1946  *
1947  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1948  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1949  */
1950
1951 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1952 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1953 {
1954         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1955
1956         if (!new)
1957                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1958
1959         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1960         if (old == current->mempolicy) {
1961                 task_lock(current);
1962                 *new = *old;
1963                 task_unlock(current);
1964         } else
1965                 *new = *old;
1966
1967         rcu_read_lock();
1968         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1969                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1970                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1971                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1972                 else
1973                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1974         }
1975         rcu_read_unlock();
1976         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1977         return new;
1978 }
1979
1980 /*
1981  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1982  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1983  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1984  * after return.  Use the returned value.
1985  *
1986  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1987  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1988  * shmem_readahead needs this.
1989  */
1990 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1991                                                 struct mempolicy *frompol)
1992 {
1993         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1994                 return frompol;
1995
1996         *tompol = *frompol;
1997         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1998         __mpol_put(frompol);
1999         return tompol;
2000 }
2001
2002 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2003 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2004 {
2005         if (!a || !b)
2006                 return false;
2007         if (a->mode != b->mode)
2008                 return false;
2009         if (a->flags != b->flags)
2010                 return false;
2011         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2012                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2013                         return false;
2014
2015         switch (a->mode) {
2016         case MPOL_BIND:
2017                 /* Fall through */
2018         case MPOL_INTERLEAVE:
2019                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2020         case MPOL_PREFERRED:
2021                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2022         default:
2023                 BUG();
2024                 return false;
2025         }
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Shared memory backing store policy support.
2030  *
2031  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2032  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2033  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2034  * for any accesses to the tree.
2035  */
2036
2037 /* lookup first element intersecting start-end */
2038 /* Caller holds sp->lock */
2039 static struct sp_node *
2040 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2041 {
2042         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2043
2044         while (n) {
2045                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2046
2047                 if (start >= p->end)
2048                         n = n->rb_right;
2049                 else if (end <= p->start)
2050                         n = n->rb_left;
2051                 else
2052                         break;
2053         }
2054         if (!n)
2055                 return NULL;
2056         for (;;) {
2057                 struct sp_node *w = NULL;
2058                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2059                 if (!prev)
2060                         break;
2061                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2062                 if (w->end <= start)
2063                         break;
2064                 n = prev;
2065         }
2066         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2067 }
2068
2069 /* Insert a new shared policy into the list. */
2070 /* Caller holds sp->lock */
2071 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2072 {
2073         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2074         struct rb_node *parent = NULL;
2075         struct sp_node *nd;
2076
2077         while (*p) {
2078                 parent = *p;
2079                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2080                 if (new->start < nd->start)
2081                         p = &(*p)->rb_left;
2082                 else if (new->end > nd->end)
2083                         p = &(*p)->rb_right;
2084                 else
2085                         BUG();
2086         }
2087         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2088         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2089         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2090                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2091 }
2092
2093 /* Find shared policy intersecting idx */
2094 struct mempolicy *
2095 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2096 {
2097         struct mempolicy *pol = NULL;
2098         struct sp_node *sn;
2099
2100         if (!sp->root.rb_node)
2101                 return NULL;
2102         spin_lock(&sp->lock);
2103         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2104         if (sn) {
2105                 mpol_get(sn->policy);
2106                 pol = sn->policy;
2107         }
2108         spin_unlock(&sp->lock);
2109         return pol;
2110 }
2111
2112 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2113 {
2114         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2115         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2116         mpol_put(n->policy);
2117         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2118 }
2119
2120 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2121                                 struct mempolicy *pol)
2122 {
2123         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2124
2125         if (!n)
2126                 return NULL;
2127         n->start = start;
2128         n->end = end;
2129         mpol_get(pol);
2130         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2131         n->policy = pol;
2132         return n;
2133 }
2134
2135 /* Replace a policy range. */
2136 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2137                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2138 {
2139         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2140
2141 restart:
2142         spin_lock(&sp->lock);
2143         n = sp_lookup(sp, start, end);
2144         /* Take care of old policies in the same range. */
2145         while (n && n->start < end) {
2146                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2147                 if (n->start >= start) {
2148                         if (n->end <= end)
2149                                 sp_delete(sp, n);
2150                         else
2151                                 n->start = end;
2152                 } else {
2153                         /* Old policy spanning whole new range. */
2154                         if (n->end > end) {
2155                                 if (!new2) {
2156                                         spin_unlock(&sp->lock);
2157                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2158                                         if (!new2)
2159                                                 return -ENOMEM;
2160                                         goto restart;
2161                                 }
2162                                 n->end = start;
2163                                 sp_insert(sp, new2);
2164                                 new2 = NULL;
2165                                 break;
2166                         } else
2167                                 n->end = start;
2168                 }
2169                 if (!next)
2170                         break;
2171                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2172         }
2173         if (new)
2174                 sp_insert(sp, new);
2175         spin_unlock(&sp->lock);
2176         if (new2) {
2177                 mpol_put(new2->policy);
2178                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2179         }
2180         return 0;
2181 }
2182
2183 /**
2184  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2185  * @sp: pointer to inode shared policy
2186  * @mpol:  struct mempolicy to install
2187  *
2188  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2189  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2190  * This must be released on exit.
2191  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2192  */
2193 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2194 {
2195         int ret;
2196
2197         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2198         spin_lock_init(&sp->lock);
2199
2200         if (mpol) {
2201                 struct vm_area_struct pvma;
2202                 struct mempolicy *new;
2203                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2204
2205                 if (!scratch)
2206                         goto put_mpol;
2207                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2208                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2209                 if (IS_ERR(new))
2210                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2211
2212                 task_lock(current);
2213                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2214                 task_unlock(current);
2215                 if (ret)
2216                         goto put_new;
2217
2218                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2219                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2220                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2221                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2222
2223 put_new:
2224                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2225 free_scratch:
2226                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2227 put_mpol:
2228                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2229         }
2230 }
2231
2232 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2233                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2234 {
2235         int err;
2236         struct sp_node *new = NULL;
2237         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2238
2239         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2240                  vma->vm_pgoff,
2241                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2242                  npol ? npol->flags : -1,
2243                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2244
2245         if (npol) {
2246                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2247                 if (!new)
2248                         return -ENOMEM;
2249         }
2250         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2251         if (err && new)
2252                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2253         return err;
2254 }
2255
2256 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2257 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2258 {
2259         struct sp_node *n;
2260         struct rb_node *next;
2261
2262         if (!p->root.rb_node)
2263                 return;
2264         spin_lock(&p->lock);
2265         next = rb_first(&p->root);
2266         while (next) {
2267                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2268                 next = rb_next(&n->nd);
2269                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2270                 mpol_put(n->policy);
2271                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2272         }
2273         spin_unlock(&p->lock);
2274 }
2275
2276 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2277 void __init numa_policy_init(void)
2278 {
2279         nodemask_t interleave_nodes;
2280         unsigned long largest = 0;
2281         int nid, prefer = 0;
2282
2283         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2284                                          sizeof(struct mempolicy),
2285                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2286
2287         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2288                                      sizeof(struct sp_node),
2289                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2290
2291         /*
2292          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2293          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2294          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2295          */
2296         nodes_clear(interleave_nodes);
2297         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2298                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2299
2300                 /* Preserve the largest node */
2301                 if (largest < total_pages) {
2302                         largest = total_pages;
2303                         prefer = nid;
2304                 }
2305
2306                 /* Interleave this node? */
2307                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2308                         node_set(nid, interleave_nodes);
2309         }
2310
2311         /* All too small, use the largest */
2312         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2313                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2314
2315         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2316                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2317 }
2318
2319 /* Reset policy of current process to default */
2320 void numa_default_policy(void)
2321 {
2322         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2323 }
2324
2325 /*
2326  * Parse and format mempolicy from/to strings
2327  */
2328
2329 /*
2330  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2331  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2332  */
2333 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2334 static const char * const policy_modes[] =
2335 {
2336         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2337         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2338         [MPOL_BIND]       = "bind",
2339         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2340         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2341 };
2342
2343
2344 #ifdef CONFIG_TMPFS
2345 /**
2346  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2347  * @str:  string containing mempolicy to parse
2348  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2349  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2350  *
2351  * Format of input:
2352  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2353  *
2354  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2355  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2356  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2357  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2358  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2359  * it again is redundant, but safe.
2360  *
2361  * On success, returns 0, else 1
2362  */
2363 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2364 {
2365         struct mempolicy *new = NULL;
2366         unsigned short mode;
2367         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2368         nodemask_t nodes;
2369         char *nodelist = strchr(str, ':');
2370         char *flags = strchr(str, '=');
2371         int err = 1;
2372
2373         if (nodelist) {
2374                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2375                 *nodelist++ = '\0';
2376                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2377                         goto out;
2378                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2379                         goto out;
2380         } else
2381                 nodes_clear(nodes);
2382
2383         if (flags)
2384                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2385
2386         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2387                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2388                         break;
2389                 }
2390         }
2391         if (mode > MPOL_LOCAL)
2392                 goto out;
2393
2394         switch (mode) {
2395         case MPOL_PREFERRED:
2396                 /*
2397                  * Insist on a nodelist of one node only
2398                  */
2399                 if (nodelist) {
2400                         char *rest = nodelist;
2401                         while (isdigit(*rest))
2402                                 rest++;
2403                         if (*rest)
2404                                 goto out;
2405                 }
2406                 break;
2407         case MPOL_INTERLEAVE:
2408                 /*
2409                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2410                  */
2411                 if (!nodelist)
2412                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2413                 break;
2414         case MPOL_LOCAL:
2415                 /*
2416                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2417                  */
2418                 if (nodelist)
2419                         goto out;
2420                 mode = MPOL_PREFERRED;
2421                 break;
2422         case MPOL_DEFAULT:
2423                 /*
2424                  * Insist on a empty nodelist
2425                  */
2426                 if (!nodelist)
2427                         err = 0;
2428                 goto out;
2429         case MPOL_BIND:
2430                 /*
2431                  * Insist on a nodelist
2432                  */
2433                 if (!nodelist)
2434                         goto out;
2435         }
2436
2437         mode_flags = 0;
2438         if (flags) {
2439                 /*
2440                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2441                  * mode flags.
2442                  */
2443                 if (!strcmp(flags, "static"))
2444                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2445                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2446                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2447                 else
2448                         goto out;
2449         }
2450
2451         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2452         if (IS_ERR(new))
2453                 goto out;
2454
2455         if (no_context) {
2456                 /* save for contextualization */
2457                 new->w.user_nodemask = nodes;
2458         } else {
2459                 int ret;
2460                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2461                 if (scratch) {
2462                         task_lock(current);
2463                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2464                         task_unlock(current);
2465                 } else
2466                         ret = -ENOMEM;
2467                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2468                 if (ret) {
2469                         mpol_put(new);
2470                         goto out;
2471                 }
2472         }
2473         err = 0;
2474
2475 out:
2476         /* Restore string for error message */
2477         if (nodelist)
2478                 *--nodelist = ':';
2479         if (flags)
2480                 *--flags = '=';
2481         if (!err)
2482                 *mpol = new;
2483         return err;
2484 }
2485 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2486
2487 /**
2488  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2489  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2490  * @maxlen:  length of @buffer
2491  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2492  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2493  *
2494  * Convert a mempolicy into a string.
2495  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2496  * or an error (negative)
2497  */
2498 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2499 {
2500         char *p = buffer;
2501         int l;
2502         nodemask_t nodes;
2503         unsigned short mode;
2504         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2505
2506         /*
2507          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2508          */
2509         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2510
2511         if (!pol || pol == &default_policy)
2512                 mode = MPOL_DEFAULT;
2513         else
2514                 mode = pol->mode;
2515
2516         switch (mode) {
2517         case MPOL_DEFAULT:
2518                 nodes_clear(nodes);
2519                 break;
2520
2521         case MPOL_PREFERRED:
2522                 nodes_clear(nodes);
2523                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2524                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2525                 else
2526                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2527                 break;
2528
2529         case MPOL_BIND:
2530                 /* Fall through */
2531         case MPOL_INTERLEAVE:
2532                 if (no_context)
2533                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2534                 else
2535                         nodes = pol->v.nodes;
2536                 break;
2537
2538         default:
2539                 BUG();
2540         }
2541
2542         l = strlen(policy_modes[mode]);
2543         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2544                 return -ENOSPC;
2545
2546         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2547         p += l;
2548
2549         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2550                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2551                         return -ENOSPC;
2552                 *p++ = '=';
2553
2554                 /*
2555                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2556                  */
2557                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2558                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2559                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2560                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2561         }
2562
2563         if (!nodes_empty(nodes)) {
2564                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2565                         return -ENOSPC;
2566                 *p++ = ':';
2567                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2568         }
2569         return p - buffer;
2570 }