mm: page_alloc: fix CMA area initialisation when pageblock > MAX_ORDER
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/export.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93 #include <linux/mmu_notifier.h>
94
95 #include <asm/tlbflush.h>
96 #include <asm/uaccess.h>
97 #include <linux/random.h>
98
99 #include "internal.h"
100
101 /* Internal flags */
102 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
103 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
104
105 static struct kmem_cache *policy_cache;
106 static struct kmem_cache *sn_cache;
107
108 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
109    policied. */
110 enum zone_type policy_zone = 0;
111
112 /*
113  * run-time system-wide default policy => local allocation
114  */
115 static struct mempolicy default_policy = {
116         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
117         .mode = MPOL_PREFERRED,
118         .flags = MPOL_F_LOCAL,
119 };
120
121 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
122
123 static struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
124 {
125         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
126
127         if (!pol) {
128                 int node = numa_node_id();
129
130                 if (node != NUMA_NO_NODE) {
131                         pol = &preferred_node_policy[node];
132                         /*
133                          * preferred_node_policy is not initialised early in
134                          * boot
135                          */
136                         if (!pol->mode)
137                                 pol = NULL;
138                 }
139         }
140
141         return pol;
142 }
143
144 static const struct mempolicy_operations {
145         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
146         /*
147          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
148          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
149          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
150          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
151          * page.
152          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
153          * rebind directly.
154          *
155          * step:
156          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
157          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
158          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
159          */
160         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
161                         enum mpol_rebind_step step);
162 } mpol_ops[MPOL_MAX];
163
164 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
165 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
166 {
167         return nodes_intersects(*nodemask, node_states[N_MEMORY]);
168 }
169
170 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
171 {
172         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
173 }
174
175 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
176                                    const nodemask_t *rel)
177 {
178         nodemask_t tmp;
179         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
180         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
181 }
182
183 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
184 {
185         if (nodes_empty(*nodes))
186                 return -EINVAL;
187         pol->v.nodes = *nodes;
188         return 0;
189 }
190
191 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
192 {
193         if (!nodes)
194                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
195         else if (nodes_empty(*nodes))
196                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
197         else
198                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
199         return 0;
200 }
201
202 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
203 {
204         if (!is_valid_nodemask(nodes))
205                 return -EINVAL;
206         pol->v.nodes = *nodes;
207         return 0;
208 }
209
210 /*
211  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
212  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
213  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
214  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
215  *
216  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
217  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
218  */
219 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
220                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
221 {
222         int ret;
223
224         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
225         if (pol == NULL)
226                 return 0;
227         /* Check N_MEMORY */
228         nodes_and(nsc->mask1,
229                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
230
231         VM_BUG_ON(!nodes);
232         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
233                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
234         else {
235                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
236                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
237                 else
238                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
239
240                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
241                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
242                 else
243                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
244                                                 cpuset_current_mems_allowed;
245         }
246
247         if (nodes)
248                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
249         else
250                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
251         return ret;
252 }
253
254 /*
255  * This function just creates a new policy, does some check and simple
256  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
257  */
258 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
259                                   nodemask_t *nodes)
260 {
261         struct mempolicy *policy;
262
263         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
264                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
265
266         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
267                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
268                         return ERR_PTR(-EINVAL);
269                 return NULL;
270         }
271         VM_BUG_ON(!nodes);
272
273         /*
274          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
275          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
276          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
277          */
278         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
279                 if (nodes_empty(*nodes)) {
280                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
281                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
282                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
283                 }
284         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
285                 if (!nodes_empty(*nodes))
286                         return ERR_PTR(-EINVAL);
287                 mode = MPOL_PREFERRED;
288         } else if (nodes_empty(*nodes))
289                 return ERR_PTR(-EINVAL);
290         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
291         if (!policy)
292                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
293         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
294         policy->mode = mode;
295         policy->flags = flags;
296
297         return policy;
298 }
299
300 /* Slow path of a mpol destructor. */
301 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
302 {
303         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
304                 return;
305         kmem_cache_free(policy_cache, p);
306 }
307
308 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
309                                 enum mpol_rebind_step step)
310 {
311 }
312
313 /*
314  * step:
315  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
316  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
317  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
318  */
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
320                                  enum mpol_rebind_step step)
321 {
322         nodemask_t tmp;
323
324         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
325                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
326         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
327                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
328         else {
329                 /*
330                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
331                  * result
332                  */
333                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
334                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
335                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
336                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
337                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
338                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
339                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
340                 } else
341                         BUG();
342         }
343
344         if (nodes_empty(tmp))
345                 tmp = *nodes;
346
347         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
348                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
349         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
350                 pol->v.nodes = tmp;
351         else
352                 BUG();
353
354         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
355                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
356                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
357                         current->il_next = first_node(tmp);
358                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
359                         current->il_next = numa_node_id();
360         }
361 }
362
363 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
364                                   const nodemask_t *nodes,
365                                   enum mpol_rebind_step step)
366 {
367         nodemask_t tmp;
368
369         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
370                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
371
372                 if (node_isset(node, *nodes)) {
373                         pol->v.preferred_node = node;
374                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
375                 } else
376                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
377         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
378                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
379                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
380         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
381                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
382                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
383                                                    *nodes);
384                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
385         }
386 }
387
388 /*
389  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
390  *
391  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
392  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
393  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
394  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
395  * page.
396  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
397  * rebind directly.
398  *
399  * step:
400  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
401  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
402  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
403  */
404 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
405                                 enum mpol_rebind_step step)
406 {
407         if (!pol)
408                 return;
409         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == MPOL_REBIND_ONCE &&
410             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
411                 return;
412
413         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
414                 return;
415
416         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
417                 BUG();
418
419         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
420                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
421         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
422                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
423         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
424                 BUG();
425
426         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
427 }
428
429 /*
430  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
431  * pointer, and updates task mempolicy.
432  *
433  * Called with task's alloc_lock held.
434  */
435
436 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
437                         enum mpol_rebind_step step)
438 {
439         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
440 }
441
442 /*
443  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
444  *
445  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
446  */
447
448 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
449 {
450         struct vm_area_struct *vma;
451
452         down_write(&mm->mmap_sem);
453         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
454                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
455         up_write(&mm->mmap_sem);
456 }
457
458 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
459         [MPOL_DEFAULT] = {
460                 .rebind = mpol_rebind_default,
461         },
462         [MPOL_INTERLEAVE] = {
463                 .create = mpol_new_interleave,
464                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
465         },
466         [MPOL_PREFERRED] = {
467                 .create = mpol_new_preferred,
468                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
469         },
470         [MPOL_BIND] = {
471                 .create = mpol_new_bind,
472                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
473         },
474 };
475
476 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
477                                 unsigned long flags);
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  */
483 static int queue_pages_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
484                 unsigned long addr, unsigned long end,
485                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
486                 void *private)
487 {
488         pte_t *orig_pte;
489         pte_t *pte;
490         spinlock_t *ptl;
491
492         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
493         do {
494                 struct page *page;
495                 int nid;
496
497                 if (!pte_present(*pte))
498                         continue;
499                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
500                 if (!page)
501                         continue;
502                 /*
503                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
504                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
505                  */
506                 if (PageReserved(page))
507                         continue;
508                 nid = page_to_nid(page);
509                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
510                         continue;
511
512                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
513                         migrate_page_add(page, private, flags);
514                 else
515                         break;
516         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
517         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
518         return addr != end;
519 }
520
521 static void queue_pages_hugetlb_pmd_range(struct vm_area_struct *vma,
522                 pmd_t *pmd, const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
523                                     void *private)
524 {
525 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
526         int nid;
527         struct page *page;
528         spinlock_t *ptl;
529         pte_t entry;
530
531         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(vma), vma->vm_mm, (pte_t *)pmd);
532         entry = huge_ptep_get((pte_t *)pmd);
533         if (!pte_present(entry))
534                 goto unlock;
535         page = pte_page(entry);
536         nid = page_to_nid(page);
537         if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
538                 goto unlock;
539         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
540         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
541             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
542                 isolate_huge_page(page, private);
543 unlock:
544         spin_unlock(ptl);
545 #else
546         BUG();
547 #endif
548 }
549
550 static inline int queue_pages_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
551                 unsigned long addr, unsigned long end,
552                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
553                 void *private)
554 {
555         pmd_t *pmd;
556         unsigned long next;
557
558         pmd = pmd_offset(pud, addr);
559         do {
560                 next = pmd_addr_end(addr, end);
561                 if (!pmd_present(*pmd))
562                         continue;
563                 if (pmd_huge(*pmd) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
564                         queue_pages_hugetlb_pmd_range(vma, pmd, nodes,
565                                                 flags, private);
566                         continue;
567                 }
568                 split_huge_page_pmd(vma, addr, pmd);
569                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
570                         continue;
571                 if (queue_pages_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
572                                     flags, private))
573                         return -EIO;
574         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
575         return 0;
576 }
577
578 static inline int queue_pages_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
579                 unsigned long addr, unsigned long end,
580                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
581                 void *private)
582 {
583         pud_t *pud;
584         unsigned long next;
585
586         pud = pud_offset(pgd, addr);
587         do {
588                 next = pud_addr_end(addr, end);
589                 if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma))
590                         continue;
591                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
592                         continue;
593                 if (queue_pages_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
594                                     flags, private))
595                         return -EIO;
596         } while (pud++, addr = next, addr != end);
597         return 0;
598 }
599
600 static inline int queue_pages_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
601                 unsigned long addr, unsigned long end,
602                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
603                 void *private)
604 {
605         pgd_t *pgd;
606         unsigned long next;
607
608         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
609         do {
610                 next = pgd_addr_end(addr, end);
611                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
612                         continue;
613                 if (queue_pages_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
614                                     flags, private))
615                         return -EIO;
616         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
617         return 0;
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
621 /*
622  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
623  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
624  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
625  *
626  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
627  * an architecture makes a different choice, it will need further
628  * changes to the core.
629  */
630 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
631                         unsigned long addr, unsigned long end)
632 {
633         int nr_updated;
634
635         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, vma->vm_page_prot, 0, 1);
636         if (nr_updated)
637                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
638
639         return nr_updated;
640 }
641 #else
642 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
643                         unsigned long addr, unsigned long end)
644 {
645         return 0;
646 }
647 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
648
649 /*
650  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
651  *
652  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
653  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
654  * passed via @private.)
655  */
656 static struct vm_area_struct *
657 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
658                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
659 {
660         int err;
661         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
662
663
664         first = find_vma(mm, start);
665         if (!first)
666                 return ERR_PTR(-EFAULT);
667         prev = NULL;
668         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
669                 unsigned long endvma = vma->vm_end;
670
671                 if (endvma > end)
672                         endvma = end;
673                 if (vma->vm_start > start)
674                         start = vma->vm_start;
675
676                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
677                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
678                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
679                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
680                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
681                 }
682
683                 if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
684                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
685                         goto next;
686                 }
687
688                 if ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
689                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
690                       vma_migratable(vma))) {
691
692                         err = queue_pages_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
693                                                 flags, private);
694                         if (err) {
695                                 first = ERR_PTR(err);
696                                 break;
697                         }
698                 }
699 next:
700                 prev = vma;
701         }
702         return first;
703 }
704
705 /*
706  * Apply policy to a single VMA
707  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
708  */
709 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
710                                                 struct mempolicy *pol)
711 {
712         int err;
713         struct mempolicy *old;
714         struct mempolicy *new;
715
716         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
717                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
718                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
719                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
720
721         new = mpol_dup(pol);
722         if (IS_ERR(new))
723                 return PTR_ERR(new);
724
725         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
726                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
727                 if (err)
728                         goto err_out;
729         }
730
731         old = vma->vm_policy;
732         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
733         mpol_put(old);
734
735         return 0;
736  err_out:
737         mpol_put(new);
738         return err;
739 }
740
741 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
742 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
743                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
744 {
745         struct vm_area_struct *next;
746         struct vm_area_struct *prev;
747         struct vm_area_struct *vma;
748         int err = 0;
749         pgoff_t pgoff;
750         unsigned long vmstart;
751         unsigned long vmend;
752
753         vma = find_vma(mm, start);
754         if (!vma || vma->vm_start > start)
755                 return -EFAULT;
756
757         prev = vma->vm_prev;
758         if (start > vma->vm_start)
759                 prev = vma;
760
761         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
762                 next = vma->vm_next;
763                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
764                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
765
766                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
767                         continue;
768
769                 pgoff = vma->vm_pgoff +
770                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
771                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
772                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
773                                   new_pol);
774                 if (prev) {
775                         vma = prev;
776                         next = vma->vm_next;
777                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
778                                 continue;
779                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
780                         goto replace;
781                 }
782                 if (vma->vm_start != vmstart) {
783                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
784                         if (err)
785                                 goto out;
786                 }
787                 if (vma->vm_end != vmend) {
788                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
789                         if (err)
790                                 goto out;
791                 }
792  replace:
793                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
794                 if (err)
795                         goto out;
796         }
797
798  out:
799         return err;
800 }
801
802 /*
803  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
804  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
805  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
806  *
807  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
808  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
809  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
810  *
811  * The above limitation is why this routine has the funny name
812  * mpol_fix_fork_child_flag().
813  *
814  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
815  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
816  * for use within this file.
817  */
818
819 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
820 {
821         if (p->mempolicy)
822                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
823         else
824                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
825 }
826
827 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
828 {
829         mpol_fix_fork_child_flag(current);
830 }
831
832 /* Set the process memory policy */
833 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
834                              nodemask_t *nodes)
835 {
836         struct mempolicy *new, *old;
837         struct mm_struct *mm = current->mm;
838         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
839         int ret;
840
841         if (!scratch)
842                 return -ENOMEM;
843
844         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
845         if (IS_ERR(new)) {
846                 ret = PTR_ERR(new);
847                 goto out;
848         }
849         /*
850          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
851          * is using it.
852          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
853          * with no 'mm'.
854          */
855         if (mm)
856                 down_write(&mm->mmap_sem);
857         task_lock(current);
858         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
859         if (ret) {
860                 task_unlock(current);
861                 if (mm)
862                         up_write(&mm->mmap_sem);
863                 mpol_put(new);
864                 goto out;
865         }
866         old = current->mempolicy;
867         current->mempolicy = new;
868         mpol_set_task_struct_flag();
869         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
870             nodes_weight(new->v.nodes))
871                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
872         task_unlock(current);
873         if (mm)
874                 up_write(&mm->mmap_sem);
875
876         mpol_put(old);
877         ret = 0;
878 out:
879         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
880         return ret;
881 }
882
883 /*
884  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
885  *
886  * Called with task's alloc_lock held
887  */
888 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
889 {
890         nodes_clear(*nodes);
891         if (p == &default_policy)
892                 return;
893
894         switch (p->mode) {
895         case MPOL_BIND:
896                 /* Fall through */
897         case MPOL_INTERLEAVE:
898                 *nodes = p->v.nodes;
899                 break;
900         case MPOL_PREFERRED:
901                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
902                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
903                 /* else return empty node mask for local allocation */
904                 break;
905         default:
906                 BUG();
907         }
908 }
909
910 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
911 {
912         struct page *p;
913         int err;
914
915         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
916         if (err >= 0) {
917                 err = page_to_nid(p);
918                 put_page(p);
919         }
920         return err;
921 }
922
923 /* Retrieve NUMA policy */
924 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
925                              unsigned long addr, unsigned long flags)
926 {
927         int err;
928         struct mm_struct *mm = current->mm;
929         struct vm_area_struct *vma = NULL;
930         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
931
932         if (flags &
933                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
934                 return -EINVAL;
935
936         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
937                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
938                         return -EINVAL;
939                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
940                 task_lock(current);
941                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
942                 task_unlock(current);
943                 return 0;
944         }
945
946         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
947                 /*
948                  * Do NOT fall back to task policy if the
949                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
950                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
951                  */
952                 down_read(&mm->mmap_sem);
953                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
954                 if (!vma) {
955                         up_read(&mm->mmap_sem);
956                         return -EFAULT;
957                 }
958                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
959                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
960                 else
961                         pol = vma->vm_policy;
962         } else if (addr)
963                 return -EINVAL;
964
965         if (!pol)
966                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
967
968         if (flags & MPOL_F_NODE) {
969                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
970                         err = lookup_node(mm, addr);
971                         if (err < 0)
972                                 goto out;
973                         *policy = err;
974                 } else if (pol == current->mempolicy &&
975                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
976                         *policy = current->il_next;
977                 } else {
978                         err = -EINVAL;
979                         goto out;
980                 }
981         } else {
982                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
983                                                 pol->mode;
984                 /*
985                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
986                  * the policy to userspace.
987                  */
988                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
989         }
990
991         if (vma) {
992                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
993                 vma = NULL;
994         }
995
996         err = 0;
997         if (nmask) {
998                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
999                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1000                 } else {
1001                         task_lock(current);
1002                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1003                         task_unlock(current);
1004                 }
1005         }
1006
1007  out:
1008         mpol_cond_put(pol);
1009         if (vma)
1010                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
1011         return err;
1012 }
1013
1014 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1015 /*
1016  * page migration
1017  */
1018 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1019                                 unsigned long flags)
1020 {
1021         /*
1022          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1023          */
1024         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
1025                 if (!isolate_lru_page(page)) {
1026                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
1027                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1028                                             page_is_file_cache(page));
1029                 }
1030         }
1031 }
1032
1033 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
1034 {
1035         if (PageHuge(page))
1036                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1037                                         node);
1038         else
1039                 return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Migrate pages from one node to a target node.
1044  * Returns error or the number of pages not migrated.
1045  */
1046 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1047                            int flags)
1048 {
1049         nodemask_t nmask;
1050         LIST_HEAD(pagelist);
1051         int err = 0;
1052
1053         nodes_clear(nmask);
1054         node_set(source, nmask);
1055
1056         /*
1057          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1058          * need migration.  Between passing in the full user address
1059          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1060          */
1061         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1062         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1063                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1064
1065         if (!list_empty(&pagelist)) {
1066                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
1067                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1068                 if (err)
1069                         putback_movable_pages(&pagelist);
1070         }
1071
1072         return err;
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1077  * layout as much as possible.
1078  *
1079  * Returns the number of page that could not be moved.
1080  */
1081 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1082                      const nodemask_t *to, int flags)
1083 {
1084         int busy = 0;
1085         int err;
1086         nodemask_t tmp;
1087
1088         err = migrate_prep();
1089         if (err)
1090                 return err;
1091
1092         down_read(&mm->mmap_sem);
1093
1094         err = migrate_vmas(mm, from, to, flags);
1095         if (err)
1096                 goto out;
1097
1098         /*
1099          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1100          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1101          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1102          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1103          *
1104          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1105          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1106          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1107          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1108          *
1109          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1110          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1111          * (nothing left to migrate).
1112          *
1113          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1114          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1115          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1116          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1117          * before migrating outgoing memory source that same node.
1118          *
1119          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1120          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1121          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1122          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1123          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1124          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1125          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1126          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1127          */
1128
1129         tmp = *from;
1130         while (!nodes_empty(tmp)) {
1131                 int s,d;
1132                 int source = NUMA_NO_NODE;
1133                 int dest = 0;
1134
1135                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1136
1137                         /*
1138                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1139                          * node relationship of the pages established between
1140                          * threads and memory areas.
1141                          *
1142                          * However if the number of source nodes is not equal to
1143                          * the number of destination nodes we can not preserve
1144                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1145                          * copying memory from a node that is in the destination
1146                          * mask.
1147                          *
1148                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1149                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1150                          */
1151
1152                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1153                                                 (node_isset(s, *to)))
1154                                 continue;
1155
1156                         d = node_remap(s, *from, *to);
1157                         if (s == d)
1158                                 continue;
1159
1160                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1161                         dest = d;
1162
1163                         /* dest not in remaining from nodes? */
1164                         if (!node_isset(dest, tmp))
1165                                 break;
1166                 }
1167                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1168                         break;
1169
1170                 node_clear(source, tmp);
1171                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1172                 if (err > 0)
1173                         busy += err;
1174                 if (err < 0)
1175                         break;
1176         }
1177 out:
1178         up_read(&mm->mmap_sem);
1179         if (err < 0)
1180                 return err;
1181         return busy;
1182
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1187  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1188  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1189  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1190  * is in virtual address order.
1191  */
1192 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1193 {
1194         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1195         unsigned long uninitialized_var(address);
1196
1197         while (vma) {
1198                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1199                 if (address != -EFAULT)
1200                         break;
1201                 vma = vma->vm_next;
1202         }
1203
1204         if (PageHuge(page)) {
1205                 BUG_ON(!vma);
1206                 return alloc_huge_page_noerr(vma, address, 1);
1207         }
1208         /*
1209          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1210          */
1211         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1212 }
1213 #else
1214
1215 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1216                                 unsigned long flags)
1217 {
1218 }
1219
1220 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1221                      const nodemask_t *to, int flags)
1222 {
1223         return -ENOSYS;
1224 }
1225
1226 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1227 {
1228         return NULL;
1229 }
1230 #endif
1231
1232 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1233                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1234                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1235 {
1236         struct vm_area_struct *vma;
1237         struct mm_struct *mm = current->mm;
1238         struct mempolicy *new;
1239         unsigned long end;
1240         int err;
1241         LIST_HEAD(pagelist);
1242
1243         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1244                 return -EINVAL;
1245         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1246                 return -EPERM;
1247
1248         if (start & ~PAGE_MASK)
1249                 return -EINVAL;
1250
1251         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1252                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1253
1254         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1255         end = start + len;
1256
1257         if (end < start)
1258                 return -EINVAL;
1259         if (end == start)
1260                 return 0;
1261
1262         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1263         if (IS_ERR(new))
1264                 return PTR_ERR(new);
1265
1266         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1267                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1268
1269         /*
1270          * If we are using the default policy then operation
1271          * on discontinuous address spaces is okay after all
1272          */
1273         if (!new)
1274                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1275
1276         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1277                  start, start + len, mode, mode_flags,
1278                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1279
1280         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1281
1282                 err = migrate_prep();
1283                 if (err)
1284                         goto mpol_out;
1285         }
1286         {
1287                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1288                 if (scratch) {
1289                         down_write(&mm->mmap_sem);
1290                         task_lock(current);
1291                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1292                         task_unlock(current);
1293                         if (err)
1294                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1295                 } else
1296                         err = -ENOMEM;
1297                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1298         }
1299         if (err)
1300                 goto mpol_out;
1301
1302         vma = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1303                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1304
1305         err = PTR_ERR(vma);     /* maybe ... */
1306         if (!IS_ERR(vma))
1307                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1308
1309         if (!err) {
1310                 int nr_failed = 0;
1311
1312                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1313                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1314                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1315                                         (unsigned long)vma,
1316                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1317                         if (nr_failed)
1318                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1319                 }
1320
1321                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1322                         err = -EIO;
1323         } else
1324                 putback_movable_pages(&pagelist);
1325
1326         up_write(&mm->mmap_sem);
1327  mpol_out:
1328         mpol_put(new);
1329         return err;
1330 }
1331
1332 /*
1333  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1334  */
1335
1336 /* Copy a node mask from user space. */
1337 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1338                      unsigned long maxnode)
1339 {
1340         unsigned long k;
1341         unsigned long nlongs;
1342         unsigned long endmask;
1343
1344         --maxnode;
1345         nodes_clear(*nodes);
1346         if (maxnode == 0 || !nmask)
1347                 return 0;
1348         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1349                 return -EINVAL;
1350
1351         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1352         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1353                 endmask = ~0UL;
1354         else
1355                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1356
1357         /* When the user specified more nodes than supported just check
1358            if the non supported part is all zero. */
1359         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1360                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1361                         return -EINVAL;
1362                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1363                         unsigned long t;
1364                         if (get_user(t, nmask + k))
1365                                 return -EFAULT;
1366                         if (k == nlongs - 1) {
1367                                 if (t & endmask)
1368                                         return -EINVAL;
1369                         } else if (t)
1370                                 return -EINVAL;
1371                 }
1372                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1373                 endmask = ~0UL;
1374         }
1375
1376         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1377                 return -EFAULT;
1378         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1379         return 0;
1380 }
1381
1382 /* Copy a kernel node mask to user space */
1383 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1384                               nodemask_t *nodes)
1385 {
1386         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1387         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1388
1389         if (copy > nbytes) {
1390                 if (copy > PAGE_SIZE)
1391                         return -EINVAL;
1392                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1393                         return -EFAULT;
1394                 copy = nbytes;
1395         }
1396         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1397 }
1398
1399 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1400                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1401                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1402 {
1403         nodemask_t nodes;
1404         int err;
1405         unsigned short mode_flags;
1406
1407         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1408         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1409         if (mode >= MPOL_MAX)
1410                 return -EINVAL;
1411         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1412             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1413                 return -EINVAL;
1414         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1415         if (err)
1416                 return err;
1417         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1418 }
1419
1420 /* Set the process memory policy */
1421 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1422                 unsigned long, maxnode)
1423 {
1424         int err;
1425         nodemask_t nodes;
1426         unsigned short flags;
1427
1428         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1429         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1430         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1431                 return -EINVAL;
1432         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1433                 return -EINVAL;
1434         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1435         if (err)
1436                 return err;
1437         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1438 }
1439
1440 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1441                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1442                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1443 {
1444         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1445         struct mm_struct *mm = NULL;
1446         struct task_struct *task;
1447         nodemask_t task_nodes;
1448         int err;
1449         nodemask_t *old;
1450         nodemask_t *new;
1451         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1452
1453         if (!scratch)
1454                 return -ENOMEM;
1455
1456         old = &scratch->mask1;
1457         new = &scratch->mask2;
1458
1459         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1460         if (err)
1461                 goto out;
1462
1463         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1464         if (err)
1465                 goto out;
1466
1467         /* Find the mm_struct */
1468         rcu_read_lock();
1469         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1470         if (!task) {
1471                 rcu_read_unlock();
1472                 err = -ESRCH;
1473                 goto out;
1474         }
1475         get_task_struct(task);
1476
1477         err = -EINVAL;
1478
1479         /*
1480          * Check if this process has the right to modify the specified
1481          * process. The right exists if the process has administrative
1482          * capabilities, superuser privileges or the same
1483          * userid as the target process.
1484          */
1485         tcred = __task_cred(task);
1486         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1487             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1488             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1489                 rcu_read_unlock();
1490                 err = -EPERM;
1491                 goto out_put;
1492         }
1493         rcu_read_unlock();
1494
1495         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1496         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1497         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1498                 err = -EPERM;
1499                 goto out_put;
1500         }
1501
1502         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_MEMORY])) {
1503                 err = -EINVAL;
1504                 goto out_put;
1505         }
1506
1507         err = security_task_movememory(task);
1508         if (err)
1509                 goto out_put;
1510
1511         mm = get_task_mm(task);
1512         put_task_struct(task);
1513
1514         if (!mm) {
1515                 err = -EINVAL;
1516                 goto out;
1517         }
1518
1519         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1520                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1521
1522         mmput(mm);
1523 out:
1524         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1525
1526         return err;
1527
1528 out_put:
1529         put_task_struct(task);
1530         goto out;
1531
1532 }
1533
1534
1535 /* Retrieve NUMA policy */
1536 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1537                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1538                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1539 {
1540         int err;
1541         int uninitialized_var(pval);
1542         nodemask_t nodes;
1543
1544         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1545                 return -EINVAL;
1546
1547         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1548
1549         if (err)
1550                 return err;
1551
1552         if (policy && put_user(pval, policy))
1553                 return -EFAULT;
1554
1555         if (nmask)
1556                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1557
1558         return err;
1559 }
1560
1561 #ifdef CONFIG_COMPAT
1562
1563 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1564                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1565                                      compat_ulong_t maxnode,
1566                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1567 {
1568         long err;
1569         unsigned long __user *nm = NULL;
1570         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1571         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1572
1573         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1574         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1575
1576         if (nmask)
1577                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1578
1579         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1580
1581         if (!err && nmask) {
1582                 unsigned long copy_size;
1583                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1584                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1585                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1586                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1587                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1588         }
1589
1590         return err;
1591 }
1592
1593 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1594                                      compat_ulong_t maxnode)
1595 {
1596         long err = 0;
1597         unsigned long __user *nm = NULL;
1598         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1599         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1600
1601         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1602         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1603
1604         if (nmask) {
1605                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1606                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1607                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1608         }
1609
1610         if (err)
1611                 return -EFAULT;
1612
1613         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1614 }
1615
1616 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1617                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1618                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1619 {
1620         long err = 0;
1621         unsigned long __user *nm = NULL;
1622         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1623         nodemask_t bm;
1624
1625         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1626         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1627
1628         if (nmask) {
1629                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1630                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1631                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1632         }
1633
1634         if (err)
1635                 return -EFAULT;
1636
1637         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1638 }
1639
1640 #endif
1641
1642 /*
1643  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1644  * @task - task for fallback if vma policy == default
1645  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1646  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1647  *
1648  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1649  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1650  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies must be
1651  * protected by task_lock(task) by the caller.
1652  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1653  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1654  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1655  * extra reference for shared policies.
1656  */
1657 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1658                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1659 {
1660         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1661
1662         if (vma) {
1663                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1664                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1665                                                                         addr);
1666                         if (vpol)
1667                                 pol = vpol;
1668                 } else if (vma->vm_policy) {
1669                         pol = vma->vm_policy;
1670
1671                         /*
1672                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1673                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1674                          * count on these policies which will be dropped by
1675                          * mpol_cond_put() later
1676                          */
1677                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1678                                 mpol_get(pol);
1679                 }
1680         }
1681         if (!pol)
1682                 pol = &default_policy;
1683         return pol;
1684 }
1685
1686 bool vma_policy_mof(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma)
1687 {
1688         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1689         if (vma) {
1690                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1691                         bool ret = false;
1692
1693                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1694                         if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1695                                 ret = true;
1696                         mpol_cond_put(pol);
1697
1698                         return ret;
1699                 } else if (vma->vm_policy) {
1700                         pol = vma->vm_policy;
1701                 }
1702         }
1703
1704         if (!pol)
1705                 return default_policy.flags & MPOL_F_MOF;
1706
1707         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1708 }
1709
1710 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1711 {
1712         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1713
1714         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1715
1716         /*
1717          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1718          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1719          *
1720          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1721          * so if the following test faile, it implies
1722          * policy->v.nodes has movable memory only.
1723          */
1724         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1725                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1726
1727         return zone >= dynamic_policy_zone;
1728 }
1729
1730 /*
1731  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1732  * page allocation
1733  */
1734 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1735 {
1736         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1737         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1738                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1739                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1740                 return &policy->v.nodes;
1741
1742         return NULL;
1743 }
1744
1745 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1746 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1747         int nd)
1748 {
1749         switch (policy->mode) {
1750         case MPOL_PREFERRED:
1751                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1752                         nd = policy->v.preferred_node;
1753                 break;
1754         case MPOL_BIND:
1755                 /*
1756                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1757                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1758                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1759                  * the first node in the mask instead.
1760                  */
1761                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1762                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1763                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1764                 break;
1765         default:
1766                 BUG();
1767         }
1768         return node_zonelist(nd, gfp);
1769 }
1770
1771 /* Do dynamic interleaving for a process */
1772 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1773 {
1774         unsigned nid, next;
1775         struct task_struct *me = current;
1776
1777         nid = me->il_next;
1778         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1779         if (next >= MAX_NUMNODES)
1780                 next = first_node(policy->v.nodes);
1781         if (next < MAX_NUMNODES)
1782                 me->il_next = next;
1783         return nid;
1784 }
1785
1786 /*
1787  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1788  * next slab entry.
1789  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1790  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1791  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1792  * such protection.
1793  */
1794 unsigned slab_node(void)
1795 {
1796         struct mempolicy *policy;
1797
1798         if (in_interrupt())
1799                 return numa_node_id();
1800
1801         policy = current->mempolicy;
1802         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1803                 return numa_node_id();
1804
1805         switch (policy->mode) {
1806         case MPOL_PREFERRED:
1807                 /*
1808                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1809                  */
1810                 return policy->v.preferred_node;
1811
1812         case MPOL_INTERLEAVE:
1813                 return interleave_nodes(policy);
1814
1815         case MPOL_BIND: {
1816                 /*
1817                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1818                  * first node.
1819                  */
1820                 struct zonelist *zonelist;
1821                 struct zone *zone;
1822                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1823                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1824                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1825                                                         &policy->v.nodes,
1826                                                         &zone);
1827                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1828         }
1829
1830         default:
1831                 BUG();
1832         }
1833 }
1834
1835 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1836 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1837                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1838 {
1839         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1840         unsigned target;
1841         int c;
1842         int nid = NUMA_NO_NODE;
1843
1844         if (!nnodes)
1845                 return numa_node_id();
1846         target = (unsigned int)off % nnodes;
1847         c = 0;
1848         do {
1849                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1850                 c++;
1851         } while (c <= target);
1852         return nid;
1853 }
1854
1855 /* Determine a node number for interleave */
1856 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1857                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1858 {
1859         if (vma) {
1860                 unsigned long off;
1861
1862                 /*
1863                  * for small pages, there is no difference between
1864                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1865                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1866                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1867                  * a useful offset.
1868                  */
1869                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1870                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1871                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1872                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1873         } else
1874                 return interleave_nodes(pol);
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1879  * (returns NUMA_NO_NODE if nodemask is empty)
1880  */
1881 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1882 {
1883         int w, bit = NUMA_NO_NODE;
1884
1885         w = nodes_weight(*maskp);
1886         if (w)
1887                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1888                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1889         return bit;
1890 }
1891
1892 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1893 /*
1894  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1895  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1896  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1897  * @gfp_flags = for requested zone
1898  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1899  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1900  *
1901  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1902  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1903  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1904  * @nodemask for filtering the zonelist.
1905  *
1906  * Must be protected by get_mems_allowed()
1907  */
1908 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1909                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1910                                 nodemask_t **nodemask)
1911 {
1912         struct zonelist *zl;
1913
1914         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1915         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1916
1917         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1918                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1919                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1920         } else {
1921                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1922                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1923                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1924         }
1925         return zl;
1926 }
1927
1928 /*
1929  * init_nodemask_of_mempolicy
1930  *
1931  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1932  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1933  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1934  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1935  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1936  * of non-default mempolicy.
1937  *
1938  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1939  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1940  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1941  *
1942  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1943  */
1944 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1945 {
1946         struct mempolicy *mempolicy;
1947         int nid;
1948
1949         if (!(mask && current->mempolicy))
1950                 return false;
1951
1952         task_lock(current);
1953         mempolicy = current->mempolicy;
1954         switch (mempolicy->mode) {
1955         case MPOL_PREFERRED:
1956                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1957                         nid = numa_node_id();
1958                 else
1959                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1960                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1961                 break;
1962
1963         case MPOL_BIND:
1964                 /* Fall through */
1965         case MPOL_INTERLEAVE:
1966                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1967                 break;
1968
1969         default:
1970                 BUG();
1971         }
1972         task_unlock(current);
1973
1974         return true;
1975 }
1976 #endif
1977
1978 /*
1979  * mempolicy_nodemask_intersects
1980  *
1981  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1982  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1983  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1984  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1985  *
1986  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1987  */
1988 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1989                                         const nodemask_t *mask)
1990 {
1991         struct mempolicy *mempolicy;
1992         bool ret = true;
1993
1994         if (!mask)
1995                 return ret;
1996         task_lock(tsk);
1997         mempolicy = tsk->mempolicy;
1998         if (!mempolicy)
1999                 goto out;
2000
2001         switch (mempolicy->mode) {
2002         case MPOL_PREFERRED:
2003                 /*
2004                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2005                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2006                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2007                  * nodes in mask.
2008                  */
2009                 break;
2010         case MPOL_BIND:
2011         case MPOL_INTERLEAVE:
2012                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2013                 break;
2014         default:
2015                 BUG();
2016         }
2017 out:
2018         task_unlock(tsk);
2019         return ret;
2020 }
2021
2022 /* Allocate a page in interleaved policy.
2023    Own path because it needs to do special accounting. */
2024 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2025                                         unsigned nid)
2026 {
2027         struct zonelist *zl;
2028         struct page *page;
2029
2030         zl = node_zonelist(nid, gfp);
2031         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
2032         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
2033                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2034         return page;
2035 }
2036
2037 /**
2038  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2039  *
2040  *      @gfp:
2041  *      %GFP_USER    user allocation.
2042  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2043  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2044  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2045  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2046  *
2047  *      @order:Order of the GFP allocation.
2048  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2049  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2050  *
2051  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2052  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2053  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2054  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2055  *      all allocations for pages that will be mapped into
2056  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
2057  *
2058  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
2059  */
2060 struct page *
2061 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2062                 unsigned long addr, int node)
2063 {
2064         struct mempolicy *pol;
2065         struct page *page;
2066         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2067
2068 retry_cpuset:
2069         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2070         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2071
2072         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2073                 unsigned nid;
2074
2075                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2076                 mpol_cond_put(pol);
2077                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2078                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2079                         goto retry_cpuset;
2080
2081                 return page;
2082         }
2083         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2084                                       policy_zonelist(gfp, pol, node),
2085                                       policy_nodemask(gfp, pol));
2086         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol)))
2087                 __mpol_put(pol);
2088         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2089                 goto retry_cpuset;
2090         return page;
2091 }
2092
2093 /**
2094  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2095  *
2096  *      @gfp:
2097  *              %GFP_USER   user allocation,
2098  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2099  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2100  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2101  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2102  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2103  *
2104  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2105  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2106  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2107  *
2108  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
2109  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
2110  *      2) allocating for current task (not interrupt).
2111  */
2112 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2113 {
2114         struct mempolicy *pol = get_task_policy(current);
2115         struct page *page;
2116         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2117
2118         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
2119                 pol = &default_policy;
2120
2121 retry_cpuset:
2122         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2123
2124         /*
2125          * No reference counting needed for current->mempolicy
2126          * nor system default_policy
2127          */
2128         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2129                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2130         else
2131                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2132                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
2133                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2134
2135         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2136                 goto retry_cpuset;
2137
2138         return page;
2139 }
2140 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2141
2142 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2143 {
2144         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2145
2146         if (IS_ERR(pol))
2147                 return PTR_ERR(pol);
2148         dst->vm_policy = pol;
2149         return 0;
2150 }
2151
2152 /*
2153  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2154  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2155  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2156  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2157  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2158  *
2159  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2160  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2161  */
2162
2163 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2164 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2165 {
2166         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2167
2168         if (!new)
2169                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2170
2171         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2172         if (old == current->mempolicy) {
2173                 task_lock(current);
2174                 *new = *old;
2175                 task_unlock(current);
2176         } else
2177                 *new = *old;
2178
2179         rcu_read_lock();
2180         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2181                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2182                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2183                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2184                 else
2185                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2186         }
2187         rcu_read_unlock();
2188         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2189         return new;
2190 }
2191
2192 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2193 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2194 {
2195         if (!a || !b)
2196                 return false;
2197         if (a->mode != b->mode)
2198                 return false;
2199         if (a->flags != b->flags)
2200                 return false;
2201         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2202                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2203                         return false;
2204
2205         switch (a->mode) {
2206         case MPOL_BIND:
2207                 /* Fall through */
2208         case MPOL_INTERLEAVE:
2209                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2210         case MPOL_PREFERRED:
2211                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2212         default:
2213                 BUG();
2214                 return false;
2215         }
2216 }
2217
2218 /*
2219  * Shared memory backing store policy support.
2220  *
2221  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2222  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2223  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2224  * for any accesses to the tree.
2225  */
2226
2227 /* lookup first element intersecting start-end */
2228 /* Caller holds sp->lock */
2229 static struct sp_node *
2230 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2231 {
2232         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2233
2234         while (n) {
2235                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2236
2237                 if (start >= p->end)
2238                         n = n->rb_right;
2239                 else if (end <= p->start)
2240                         n = n->rb_left;
2241                 else
2242                         break;
2243         }
2244         if (!n)
2245                 return NULL;
2246         for (;;) {
2247                 struct sp_node *w = NULL;
2248                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2249                 if (!prev)
2250                         break;
2251                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2252                 if (w->end <= start)
2253                         break;
2254                 n = prev;
2255         }
2256         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2257 }
2258
2259 /* Insert a new shared policy into the list. */
2260 /* Caller holds sp->lock */
2261 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2262 {
2263         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2264         struct rb_node *parent = NULL;
2265         struct sp_node *nd;
2266
2267         while (*p) {
2268                 parent = *p;
2269                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2270                 if (new->start < nd->start)
2271                         p = &(*p)->rb_left;
2272                 else if (new->end > nd->end)
2273                         p = &(*p)->rb_right;
2274                 else
2275                         BUG();
2276         }
2277         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2278         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2279         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2280                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2281 }
2282
2283 /* Find shared policy intersecting idx */
2284 struct mempolicy *
2285 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2286 {
2287         struct mempolicy *pol = NULL;
2288         struct sp_node *sn;
2289
2290         if (!sp->root.rb_node)
2291                 return NULL;
2292         spin_lock(&sp->lock);
2293         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2294         if (sn) {
2295                 mpol_get(sn->policy);
2296                 pol = sn->policy;
2297         }
2298         spin_unlock(&sp->lock);
2299         return pol;
2300 }
2301
2302 static void sp_free(struct sp_node *n)
2303 {
2304         mpol_put(n->policy);
2305         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2306 }
2307
2308 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2309 static bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2310 {
2311         /* Never defer a private fault */
2312         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
2313                 return false;
2314
2315         if (p->numa_migrate_deferred) {
2316                 p->numa_migrate_deferred--;
2317                 return true;
2318         }
2319         return false;
2320 }
2321
2322 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2323 {
2324         p->numa_migrate_deferred = sysctl_numa_balancing_migrate_deferred;
2325 }
2326 #else
2327 static inline bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2328 {
2329         return false;
2330 }
2331
2332 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2333 {
2334 }
2335 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2336
2337 /**
2338  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2339  *
2340  * @page   - page to be checked
2341  * @vma    - vm area where page mapped
2342  * @addr   - virtual address where page mapped
2343  *
2344  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2345  * node id.
2346  *
2347  * Returns:
2348  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2349  *      node    - node id where the page should be
2350  *
2351  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2352  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2353  */
2354 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2355 {
2356         struct mempolicy *pol;
2357         struct zone *zone;
2358         int curnid = page_to_nid(page);
2359         unsigned long pgoff;
2360         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2361         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2362         int polnid = -1;
2363         int ret = -1;
2364
2365         BUG_ON(!vma);
2366
2367         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2368         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2369                 goto out;
2370
2371         switch (pol->mode) {
2372         case MPOL_INTERLEAVE:
2373                 BUG_ON(addr >= vma->vm_end);
2374                 BUG_ON(addr < vma->vm_start);
2375
2376                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2377                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2378                 polnid = offset_il_node(pol, vma, pgoff);
2379                 break;
2380
2381         case MPOL_PREFERRED:
2382                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2383                         polnid = numa_node_id();
2384                 else
2385                         polnid = pol->v.preferred_node;
2386                 break;
2387
2388         case MPOL_BIND:
2389                 /*
2390                  * allows binding to multiple nodes.
2391                  * use current page if in policy nodemask,
2392                  * else select nearest allowed node, if any.
2393                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2394                  */
2395                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2396                         goto out;
2397                 (void)first_zones_zonelist(
2398                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2399                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2400                                 &pol->v.nodes, &zone);
2401                 polnid = zone->node;
2402                 break;
2403
2404         default:
2405                 BUG();
2406         }
2407
2408         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2409         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2410                 int last_cpupid;
2411                 int this_cpupid;
2412
2413                 polnid = thisnid;
2414                 this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(thiscpu, current->pid);
2415
2416                 /*
2417                  * Multi-stage node selection is used in conjunction
2418                  * with a periodic migration fault to build a temporal
2419                  * task<->page relation. By using a two-stage filter we
2420                  * remove short/unlikely relations.
2421                  *
2422                  * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist
2423                  * probability, we can equate a task's usage of a
2424                  * particular page (n_p) per total usage of this
2425                  * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
2426                  *
2427                  * Our periodic faults will sample this probability and
2428                  * getting the same result twice in a row, given these
2429                  * samples are fully independent, is then given by
2430                  * P(n)^2, provided our sample period is sufficiently
2431                  * short compared to the usage pattern.
2432                  *
2433                  * This quadric squishes small probabilities, making
2434                  * it less likely we act on an unlikely task<->page
2435                  * relation.
2436                  */
2437                 last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
2438                 if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) && cpupid_to_nid(last_cpupid) != thisnid) {
2439
2440                         /* See sysctl_numa_balancing_migrate_deferred comment */
2441                         if (!cpupid_match_pid(current, last_cpupid))
2442                                 defer_numa_migrate(current);
2443
2444                         goto out;
2445                 }
2446
2447                 /*
2448                  * The quadratic filter above reduces extraneous migration
2449                  * of shared pages somewhat. This code reduces it even more,
2450                  * reducing the overhead of page migrations of shared pages.
2451                  * This makes workloads with shared pages rely more on
2452                  * "move task near its memory", and less on "move memory
2453                  * towards its task", which is exactly what we want.
2454                  */
2455                 if (numa_migrate_deferred(current, last_cpupid))
2456                         goto out;
2457         }
2458
2459         if (curnid != polnid)
2460                 ret = polnid;
2461 out:
2462         mpol_cond_put(pol);
2463
2464         return ret;
2465 }
2466
2467 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2468 {
2469         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2470         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2471         sp_free(n);
2472 }
2473
2474 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2475                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2476 {
2477         node->start = start;
2478         node->end = end;
2479         node->policy = pol;
2480 }
2481
2482 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2483                                 struct mempolicy *pol)
2484 {
2485         struct sp_node *n;
2486         struct mempolicy *newpol;
2487
2488         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2489         if (!n)
2490                 return NULL;
2491
2492         newpol = mpol_dup(pol);
2493         if (IS_ERR(newpol)) {
2494                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2495                 return NULL;
2496         }
2497         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2498         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2499
2500         return n;
2501 }
2502
2503 /* Replace a policy range. */
2504 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2505                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2506 {
2507         struct sp_node *n;
2508         struct sp_node *n_new = NULL;
2509         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2510         int ret = 0;
2511
2512 restart:
2513         spin_lock(&sp->lock);
2514         n = sp_lookup(sp, start, end);
2515         /* Take care of old policies in the same range. */
2516         while (n && n->start < end) {
2517                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2518                 if (n->start >= start) {
2519                         if (n->end <= end)
2520                                 sp_delete(sp, n);
2521                         else
2522                                 n->start = end;
2523                 } else {
2524                         /* Old policy spanning whole new range. */
2525                         if (n->end > end) {
2526                                 if (!n_new)
2527                                         goto alloc_new;
2528
2529                                 *mpol_new = *n->policy;
2530                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2531                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2532                                 n->end = start;
2533                                 sp_insert(sp, n_new);
2534                                 n_new = NULL;
2535                                 mpol_new = NULL;
2536                                 break;
2537                         } else
2538                                 n->end = start;
2539                 }
2540                 if (!next)
2541                         break;
2542                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2543         }
2544         if (new)
2545                 sp_insert(sp, new);
2546         spin_unlock(&sp->lock);
2547         ret = 0;
2548
2549 err_out:
2550         if (mpol_new)
2551                 mpol_put(mpol_new);
2552         if (n_new)
2553                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2554
2555         return ret;
2556
2557 alloc_new:
2558         spin_unlock(&sp->lock);
2559         ret = -ENOMEM;
2560         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2561         if (!n_new)
2562                 goto err_out;
2563         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2564         if (!mpol_new)
2565                 goto err_out;
2566         goto restart;
2567 }
2568
2569 /**
2570  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2571  * @sp: pointer to inode shared policy
2572  * @mpol:  struct mempolicy to install
2573  *
2574  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2575  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2576  * This must be released on exit.
2577  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2578  */
2579 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2580 {
2581         int ret;
2582
2583         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2584         spin_lock_init(&sp->lock);
2585
2586         if (mpol) {
2587                 struct vm_area_struct pvma;
2588                 struct mempolicy *new;
2589                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2590
2591                 if (!scratch)
2592                         goto put_mpol;
2593                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2594                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2595                 if (IS_ERR(new))
2596                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2597
2598                 task_lock(current);
2599                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2600                 task_unlock(current);
2601                 if (ret)
2602                         goto put_new;
2603
2604                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2605                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2606                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2607                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2608
2609 put_new:
2610                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2611 free_scratch:
2612                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2613 put_mpol:
2614                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2615         }
2616 }
2617
2618 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2619                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2620 {
2621         int err;
2622         struct sp_node *new = NULL;
2623         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2624
2625         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2626                  vma->vm_pgoff,
2627                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2628                  npol ? npol->flags : -1,
2629                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2630
2631         if (npol) {
2632                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2633                 if (!new)
2634                         return -ENOMEM;
2635         }
2636         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2637         if (err && new)
2638                 sp_free(new);
2639         return err;
2640 }
2641
2642 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2643 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2644 {
2645         struct sp_node *n;
2646         struct rb_node *next;
2647
2648         if (!p->root.rb_node)
2649                 return;
2650         spin_lock(&p->lock);
2651         next = rb_first(&p->root);
2652         while (next) {
2653                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2654                 next = rb_next(&n->nd);
2655                 sp_delete(p, n);
2656         }
2657         spin_unlock(&p->lock);
2658 }
2659
2660 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2661 static int __initdata numabalancing_override;
2662
2663 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2664 {
2665         bool numabalancing_default = false;
2666
2667         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2668                 numabalancing_default = true;
2669
2670         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2671         if (numabalancing_override)
2672                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2673
2674         if (nr_node_ids > 1 && !numabalancing_override) {
2675                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. "
2676                         "Configure with numa_balancing= or the "
2677                         "kernel.numa_balancing sysctl",
2678                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2679                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2680         }
2681 }
2682
2683 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2684 {
2685         int ret = 0;
2686         if (!str)
2687                 goto out;
2688
2689         if (!strcmp(str, "enable")) {
2690                 numabalancing_override = 1;
2691                 ret = 1;
2692         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2693                 numabalancing_override = -1;
2694                 ret = 1;
2695         }
2696 out:
2697         if (!ret)
2698                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2699
2700         return ret;
2701 }
2702 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2703 #else
2704 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2705 {
2706 }
2707 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2708
2709 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2710 void __init numa_policy_init(void)
2711 {
2712         nodemask_t interleave_nodes;
2713         unsigned long largest = 0;
2714         int nid, prefer = 0;
2715
2716         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2717                                          sizeof(struct mempolicy),
2718                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2719
2720         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2721                                      sizeof(struct sp_node),
2722                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2723
2724         for_each_node(nid) {
2725                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2726                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2727                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2728                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2729                         .v = { .preferred_node = nid, },
2730                 };
2731         }
2732
2733         /*
2734          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2735          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2736          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2737          */
2738         nodes_clear(interleave_nodes);
2739         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2740                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2741
2742                 /* Preserve the largest node */
2743                 if (largest < total_pages) {
2744                         largest = total_pages;
2745                         prefer = nid;
2746                 }
2747
2748                 /* Interleave this node? */
2749                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2750                         node_set(nid, interleave_nodes);
2751         }
2752
2753         /* All too small, use the largest */
2754         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2755                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2756
2757         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2758                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2759
2760         check_numabalancing_enable();
2761 }
2762
2763 /* Reset policy of current process to default */
2764 void numa_default_policy(void)
2765 {
2766         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2767 }
2768
2769 /*
2770  * Parse and format mempolicy from/to strings
2771  */
2772
2773 /*
2774  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2775  */
2776 static const char * const policy_modes[] =
2777 {
2778         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2779         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2780         [MPOL_BIND]       = "bind",
2781         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2782         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2783 };
2784
2785
2786 #ifdef CONFIG_TMPFS
2787 /**
2788  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2789  * @str:  string containing mempolicy to parse
2790  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2791  *
2792  * Format of input:
2793  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2794  *
2795  * On success, returns 0, else 1
2796  */
2797 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2798 {
2799         struct mempolicy *new = NULL;
2800         unsigned short mode;
2801         unsigned short mode_flags;
2802         nodemask_t nodes;
2803         char *nodelist = strchr(str, ':');
2804         char *flags = strchr(str, '=');
2805         int err = 1;
2806
2807         if (nodelist) {
2808                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2809                 *nodelist++ = '\0';
2810                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2811                         goto out;
2812                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2813                         goto out;
2814         } else
2815                 nodes_clear(nodes);
2816
2817         if (flags)
2818                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2819
2820         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2821                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2822                         break;
2823                 }
2824         }
2825         if (mode >= MPOL_MAX)
2826                 goto out;
2827
2828         switch (mode) {
2829         case MPOL_PREFERRED:
2830                 /*
2831                  * Insist on a nodelist of one node only
2832                  */
2833                 if (nodelist) {
2834                         char *rest = nodelist;
2835                         while (isdigit(*rest))
2836                                 rest++;
2837                         if (*rest)
2838                                 goto out;
2839                 }
2840                 break;
2841         case MPOL_INTERLEAVE:
2842                 /*
2843                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2844                  */
2845                 if (!nodelist)
2846                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2847                 break;
2848         case MPOL_LOCAL:
2849                 /*
2850                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2851                  */
2852                 if (nodelist)
2853                         goto out;
2854                 mode = MPOL_PREFERRED;
2855                 break;
2856         case MPOL_DEFAULT:
2857                 /*
2858                  * Insist on a empty nodelist
2859                  */
2860                 if (!nodelist)
2861                         err = 0;
2862                 goto out;
2863         case MPOL_BIND:
2864                 /*
2865                  * Insist on a nodelist
2866                  */
2867                 if (!nodelist)
2868                         goto out;
2869         }
2870
2871         mode_flags = 0;
2872         if (flags) {
2873                 /*
2874                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2875                  * mode flags.
2876                  */
2877                 if (!strcmp(flags, "static"))
2878                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2879                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2880                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2881                 else
2882                         goto out;
2883         }
2884
2885         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2886         if (IS_ERR(new))
2887                 goto out;
2888
2889         /*
2890          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2891          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2892          */
2893         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2894                 new->v.nodes = nodes;
2895         else if (nodelist)
2896                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2897         else
2898                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2899
2900         /*
2901          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2902          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2903          */
2904         new->w.user_nodemask = nodes;
2905
2906         err = 0;
2907
2908 out:
2909         /* Restore string for error message */
2910         if (nodelist)
2911                 *--nodelist = ':';
2912         if (flags)
2913                 *--flags = '=';
2914         if (!err)
2915                 *mpol = new;
2916         return err;
2917 }
2918 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2919
2920 /**
2921  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2922  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2923  * @maxlen:  length of @buffer
2924  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2925  *
2926  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2927  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2928  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2929  */
2930 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2931 {
2932         char *p = buffer;
2933         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2934         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2935         unsigned short flags = 0;
2936
2937         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2938                 mode = pol->mode;
2939                 flags = pol->flags;
2940         }
2941
2942         switch (mode) {
2943         case MPOL_DEFAULT:
2944                 break;
2945         case MPOL_PREFERRED:
2946                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2947                         mode = MPOL_LOCAL;
2948                 else
2949                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2950                 break;
2951         case MPOL_BIND:
2952         case MPOL_INTERLEAVE:
2953                 nodes = pol->v.nodes;
2954                 break;
2955         default:
2956                 WARN_ON_ONCE(1);
2957                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2958                 return;
2959         }
2960
2961         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2962
2963         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2964                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2965
2966                 /*
2967                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2968                  */
2969                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2970                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2971                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2972                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2973         }
2974
2975         if (!nodes_empty(nodes)) {
2976                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, ":");
2977                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2978         }
2979 }