]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/mempolicy.c
mm/mempolicy.c: add rcu read lock to protect pid structure
[~shefty/rdma-dev.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/module.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96
97 #include "internal.h"
98
99 /* Internal flags */
100 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
101 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
102 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
461 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
462                                 unsigned long flags);
463
464 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
465 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
466                 unsigned long addr, unsigned long end,
467                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
468                 void *private)
469 {
470         pte_t *orig_pte;
471         pte_t *pte;
472         spinlock_t *ptl;
473
474         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
475         do {
476                 struct page *page;
477                 int nid;
478
479                 if (!pte_present(*pte))
480                         continue;
481                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
482                 if (!page)
483                         continue;
484                 /*
485                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
486                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
487                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
488                  */
489                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
490                         continue;
491                 nid = page_to_nid(page);
492                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
493                         continue;
494
495                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
496                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
497                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
498                         migrate_page_add(page, private, flags);
499                 else
500                         break;
501         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
502         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
503         return addr != end;
504 }
505
506 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
507                 unsigned long addr, unsigned long end,
508                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
509                 void *private)
510 {
511         pmd_t *pmd;
512         unsigned long next;
513
514         pmd = pmd_offset(pud, addr);
515         do {
516                 next = pmd_addr_end(addr, end);
517                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
518                         continue;
519                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
520                                     flags, private))
521                         return -EIO;
522         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
523         return 0;
524 }
525
526 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
527                 unsigned long addr, unsigned long end,
528                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
529                 void *private)
530 {
531         pud_t *pud;
532         unsigned long next;
533
534         pud = pud_offset(pgd, addr);
535         do {
536                 next = pud_addr_end(addr, end);
537                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
538                         continue;
539                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
540                                     flags, private))
541                         return -EIO;
542         } while (pud++, addr = next, addr != end);
543         return 0;
544 }
545
546 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
547                 unsigned long addr, unsigned long end,
548                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
549                 void *private)
550 {
551         pgd_t *pgd;
552         unsigned long next;
553
554         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
555         do {
556                 next = pgd_addr_end(addr, end);
557                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
558                         continue;
559                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
560                                     flags, private))
561                         return -EIO;
562         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
563         return 0;
564 }
565
566 /*
567  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
568  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
569  * put them on the pagelist.
570  */
571 static struct vm_area_struct *
572 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
573                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
574 {
575         int err;
576         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
577
578
579         first = find_vma(mm, start);
580         if (!first)
581                 return ERR_PTR(-EFAULT);
582         prev = NULL;
583         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
584                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
585                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
588                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
589                 }
590                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
591                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
592                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
593                                 vma_migratable(vma)))) {
594                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
595
596                         if (endvma > end)
597                                 endvma = end;
598                         if (vma->vm_start > start)
599                                 start = vma->vm_start;
600                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
601                                                 flags, private);
602                         if (err) {
603                                 first = ERR_PTR(err);
604                                 break;
605                         }
606                 }
607                 prev = vma;
608         }
609         return first;
610 }
611
612 /* Apply policy to a single VMA */
613 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
614 {
615         int err = 0;
616         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
617
618         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
619                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
620                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
621                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
622
623         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
624                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
625         if (!err) {
626                 mpol_get(new);
627                 vma->vm_policy = new;
628                 mpol_put(old);
629         }
630         return err;
631 }
632
633 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
634 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
635                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
636 {
637         struct vm_area_struct *next;
638         struct vm_area_struct *prev;
639         struct vm_area_struct *vma;
640         int err = 0;
641         pgoff_t pgoff;
642         unsigned long vmstart;
643         unsigned long vmend;
644
645         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
646         if (!vma || vma->vm_start > start)
647                 return -EFAULT;
648
649         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
650                 next = vma->vm_next;
651                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
652                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
653
654                 pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
655                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
656                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, new_pol);
657                 if (prev) {
658                         vma = prev;
659                         next = vma->vm_next;
660                         continue;
661                 }
662                 if (vma->vm_start != vmstart) {
663                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
664                         if (err)
665                                 goto out;
666                 }
667                 if (vma->vm_end != vmend) {
668                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
669                         if (err)
670                                 goto out;
671                 }
672                 err = policy_vma(vma, new_pol);
673                 if (err)
674                         goto out;
675         }
676
677  out:
678         return err;
679 }
680
681 /*
682  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
683  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
684  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
685  *
686  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
687  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
688  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
689  *
690  * The above limitation is why this routine has the funny name
691  * mpol_fix_fork_child_flag().
692  *
693  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
694  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
695  * for use within this file.
696  */
697
698 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
699 {
700         if (p->mempolicy)
701                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
702         else
703                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
704 }
705
706 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
707 {
708         mpol_fix_fork_child_flag(current);
709 }
710
711 /* Set the process memory policy */
712 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
713                              nodemask_t *nodes)
714 {
715         struct mempolicy *new, *old;
716         struct mm_struct *mm = current->mm;
717         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
718         int ret;
719
720         if (!scratch)
721                 return -ENOMEM;
722
723         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
724         if (IS_ERR(new)) {
725                 ret = PTR_ERR(new);
726                 goto out;
727         }
728         /*
729          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
730          * is using it.
731          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
732          * with no 'mm'.
733          */
734         if (mm)
735                 down_write(&mm->mmap_sem);
736         task_lock(current);
737         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
738         if (ret) {
739                 task_unlock(current);
740                 if (mm)
741                         up_write(&mm->mmap_sem);
742                 mpol_put(new);
743                 goto out;
744         }
745         old = current->mempolicy;
746         current->mempolicy = new;
747         mpol_set_task_struct_flag();
748         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
749             nodes_weight(new->v.nodes))
750                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
751         task_unlock(current);
752         if (mm)
753                 up_write(&mm->mmap_sem);
754
755         mpol_put(old);
756         ret = 0;
757 out:
758         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
759         return ret;
760 }
761
762 /*
763  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
764  *
765  * Called with task's alloc_lock held
766  */
767 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
768 {
769         nodes_clear(*nodes);
770         if (p == &default_policy)
771                 return;
772
773         switch (p->mode) {
774         case MPOL_BIND:
775                 /* Fall through */
776         case MPOL_INTERLEAVE:
777                 *nodes = p->v.nodes;
778                 break;
779         case MPOL_PREFERRED:
780                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
781                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
782                 /* else return empty node mask for local allocation */
783                 break;
784         default:
785                 BUG();
786         }
787 }
788
789 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
790 {
791         struct page *p;
792         int err;
793
794         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
795         if (err >= 0) {
796                 err = page_to_nid(p);
797                 put_page(p);
798         }
799         return err;
800 }
801
802 /* Retrieve NUMA policy */
803 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
804                              unsigned long addr, unsigned long flags)
805 {
806         int err;
807         struct mm_struct *mm = current->mm;
808         struct vm_area_struct *vma = NULL;
809         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
810
811         if (flags &
812                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
813                 return -EINVAL;
814
815         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
816                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
817                         return -EINVAL;
818                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
819                 task_lock(current);
820                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
821                 task_unlock(current);
822                 return 0;
823         }
824
825         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
826                 /*
827                  * Do NOT fall back to task policy if the
828                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
829                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
830                  */
831                 down_read(&mm->mmap_sem);
832                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
833                 if (!vma) {
834                         up_read(&mm->mmap_sem);
835                         return -EFAULT;
836                 }
837                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
838                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
839                 else
840                         pol = vma->vm_policy;
841         } else if (addr)
842                 return -EINVAL;
843
844         if (!pol)
845                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
846
847         if (flags & MPOL_F_NODE) {
848                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
849                         err = lookup_node(mm, addr);
850                         if (err < 0)
851                                 goto out;
852                         *policy = err;
853                 } else if (pol == current->mempolicy &&
854                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
855                         *policy = current->il_next;
856                 } else {
857                         err = -EINVAL;
858                         goto out;
859                 }
860         } else {
861                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
862                                                 pol->mode;
863                 /*
864                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
865                  * the policy to userspace.
866                  */
867                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
868         }
869
870         if (vma) {
871                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
872                 vma = NULL;
873         }
874
875         err = 0;
876         if (nmask) {
877                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
878                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
879                 } else {
880                         task_lock(current);
881                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
882                         task_unlock(current);
883                 }
884         }
885
886  out:
887         mpol_cond_put(pol);
888         if (vma)
889                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
890         return err;
891 }
892
893 #ifdef CONFIG_MIGRATION
894 /*
895  * page migration
896  */
897 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
898                                 unsigned long flags)
899 {
900         /*
901          * Avoid migrating a page that is shared with others.
902          */
903         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
904                 if (!isolate_lru_page(page)) {
905                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
906                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
907                                             page_is_file_cache(page));
908                 }
909         }
910 }
911
912 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
913 {
914         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
915 }
916
917 /*
918  * Migrate pages from one node to a target node.
919  * Returns error or the number of pages not migrated.
920  */
921 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
922                            int flags)
923 {
924         nodemask_t nmask;
925         LIST_HEAD(pagelist);
926         int err = 0;
927         struct vm_area_struct *vma;
928
929         nodes_clear(nmask);
930         node_set(source, nmask);
931
932         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
933                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
934         if (IS_ERR(vma))
935                 return PTR_ERR(vma);
936
937         if (!list_empty(&pagelist)) {
938                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest, 0);
939                 if (err)
940                         putback_lru_pages(&pagelist);
941         }
942
943         return err;
944 }
945
946 /*
947  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
948  * layout as much as possible.
949  *
950  * Returns the number of page that could not be moved.
951  */
952 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
953         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
954 {
955         int busy = 0;
956         int err;
957         nodemask_t tmp;
958
959         err = migrate_prep();
960         if (err)
961                 return err;
962
963         down_read(&mm->mmap_sem);
964
965         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
966         if (err)
967                 goto out;
968
969         /*
970          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
971          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
972          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
973          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
974          *
975          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
976          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
977          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
978          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
979          *
980          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
981          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
982          * (nothing left to migrate).
983          *
984          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
985          * if possible the dest node is not already occupied by some other
986          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
987          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
988          * before migrating outgoing memory source that same node.
989          *
990          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
991          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
992          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
993          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
994          * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
995          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
996          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
997          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
998          */
999
1000         tmp = *from_nodes;
1001         while (!nodes_empty(tmp)) {
1002                 int s,d;
1003                 int source = -1;
1004                 int dest = 0;
1005
1006                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1007                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1008                         if (s == d)
1009                                 continue;
1010
1011                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1012                         dest = d;
1013
1014                         /* dest not in remaining from nodes? */
1015                         if (!node_isset(dest, tmp))
1016                                 break;
1017                 }
1018                 if (source == -1)
1019                         break;
1020
1021                 node_clear(source, tmp);
1022                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1023                 if (err > 0)
1024                         busy += err;
1025                 if (err < 0)
1026                         break;
1027         }
1028 out:
1029         up_read(&mm->mmap_sem);
1030         if (err < 0)
1031                 return err;
1032         return busy;
1033
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1038  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1039  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1040  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1041  * is in virtual address order.
1042  */
1043 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1044 {
1045         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1046         unsigned long uninitialized_var(address);
1047
1048         while (vma) {
1049                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1050                 if (address != -EFAULT)
1051                         break;
1052                 vma = vma->vm_next;
1053         }
1054
1055         /*
1056          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1057          */
1058         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1059 }
1060 #else
1061
1062 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1063                                 unsigned long flags)
1064 {
1065 }
1066
1067 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1068         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1069 {
1070         return -ENOSYS;
1071 }
1072
1073 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1074 {
1075         return NULL;
1076 }
1077 #endif
1078
1079 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1080                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1081                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1082 {
1083         struct vm_area_struct *vma;
1084         struct mm_struct *mm = current->mm;
1085         struct mempolicy *new;
1086         unsigned long end;
1087         int err;
1088         LIST_HEAD(pagelist);
1089
1090         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1091                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1092                 return -EINVAL;
1093         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1094                 return -EPERM;
1095
1096         if (start & ~PAGE_MASK)
1097                 return -EINVAL;
1098
1099         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1100                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1101
1102         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1103         end = start + len;
1104
1105         if (end < start)
1106                 return -EINVAL;
1107         if (end == start)
1108                 return 0;
1109
1110         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1111         if (IS_ERR(new))
1112                 return PTR_ERR(new);
1113
1114         /*
1115          * If we are using the default policy then operation
1116          * on discontinuous address spaces is okay after all
1117          */
1118         if (!new)
1119                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1120
1121         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1122                  start, start + len, mode, mode_flags,
1123                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1124
1125         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1126
1127                 err = migrate_prep();
1128                 if (err)
1129                         goto mpol_out;
1130         }
1131         {
1132                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1133                 if (scratch) {
1134                         down_write(&mm->mmap_sem);
1135                         task_lock(current);
1136                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1137                         task_unlock(current);
1138                         if (err)
1139                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1140                 } else
1141                         err = -ENOMEM;
1142                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1143         }
1144         if (err)
1145                 goto mpol_out;
1146
1147         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1148                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1149
1150         err = PTR_ERR(vma);
1151         if (!IS_ERR(vma)) {
1152                 int nr_failed = 0;
1153
1154                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1155
1156                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1157                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1158                                                 (unsigned long)vma, 0);
1159                         if (nr_failed)
1160                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1161                 }
1162
1163                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1164                         err = -EIO;
1165         } else
1166                 putback_lru_pages(&pagelist);
1167
1168         up_write(&mm->mmap_sem);
1169  mpol_out:
1170         mpol_put(new);
1171         return err;
1172 }
1173
1174 /*
1175  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1176  */
1177
1178 /* Copy a node mask from user space. */
1179 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1180                      unsigned long maxnode)
1181 {
1182         unsigned long k;
1183         unsigned long nlongs;
1184         unsigned long endmask;
1185
1186         --maxnode;
1187         nodes_clear(*nodes);
1188         if (maxnode == 0 || !nmask)
1189                 return 0;
1190         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1191                 return -EINVAL;
1192
1193         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1194         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1195                 endmask = ~0UL;
1196         else
1197                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1198
1199         /* When the user specified more nodes than supported just check
1200            if the non supported part is all zero. */
1201         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1202                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1203                         return -EINVAL;
1204                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1205                         unsigned long t;
1206                         if (get_user(t, nmask + k))
1207                                 return -EFAULT;
1208                         if (k == nlongs - 1) {
1209                                 if (t & endmask)
1210                                         return -EINVAL;
1211                         } else if (t)
1212                                 return -EINVAL;
1213                 }
1214                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1215                 endmask = ~0UL;
1216         }
1217
1218         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1219                 return -EFAULT;
1220         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 /* Copy a kernel node mask to user space */
1225 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1226                               nodemask_t *nodes)
1227 {
1228         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1229         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1230
1231         if (copy > nbytes) {
1232                 if (copy > PAGE_SIZE)
1233                         return -EINVAL;
1234                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1235                         return -EFAULT;
1236                 copy = nbytes;
1237         }
1238         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1239 }
1240
1241 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1242                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1243                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1244 {
1245         nodemask_t nodes;
1246         int err;
1247         unsigned short mode_flags;
1248
1249         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1250         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1251         if (mode >= MPOL_MAX)
1252                 return -EINVAL;
1253         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1254             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1255                 return -EINVAL;
1256         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1257         if (err)
1258                 return err;
1259         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1260 }
1261
1262 /* Set the process memory policy */
1263 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1264                 unsigned long, maxnode)
1265 {
1266         int err;
1267         nodemask_t nodes;
1268         unsigned short flags;
1269
1270         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1271         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1272         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1273                 return -EINVAL;
1274         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1275                 return -EINVAL;
1276         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1277         if (err)
1278                 return err;
1279         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1280 }
1281
1282 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1283                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1284                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1285 {
1286         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1287         struct mm_struct *mm = NULL;
1288         struct task_struct *task;
1289         nodemask_t task_nodes;
1290         int err;
1291         nodemask_t *old;
1292         nodemask_t *new;
1293         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1294
1295         if (!scratch)
1296                 return -ENOMEM;
1297
1298         old = &scratch->mask1;
1299         new = &scratch->mask2;
1300
1301         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1302         if (err)
1303                 goto out;
1304
1305         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1306         if (err)
1307                 goto out;
1308
1309         /* Find the mm_struct */
1310         rcu_read_lock();
1311         read_lock(&tasklist_lock);
1312         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1313         if (!task) {
1314                 read_unlock(&tasklist_lock);
1315                 rcu_read_unlock();
1316                 err = -ESRCH;
1317                 goto out;
1318         }
1319         mm = get_task_mm(task);
1320         read_unlock(&tasklist_lock);
1321         rcu_read_unlock();
1322
1323         err = -EINVAL;
1324         if (!mm)
1325                 goto out;
1326
1327         /*
1328          * Check if this process has the right to modify the specified
1329          * process. The right exists if the process has administrative
1330          * capabilities, superuser privileges or the same
1331          * userid as the target process.
1332          */
1333         rcu_read_lock();
1334         tcred = __task_cred(task);
1335         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1336             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1337             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1338                 rcu_read_unlock();
1339                 err = -EPERM;
1340                 goto out;
1341         }
1342         rcu_read_unlock();
1343
1344         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1345         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1346         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1347                 err = -EPERM;
1348                 goto out;
1349         }
1350
1351         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1352                 err = -EINVAL;
1353                 goto out;
1354         }
1355
1356         err = security_task_movememory(task);
1357         if (err)
1358                 goto out;
1359
1360         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1361                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1362 out:
1363         if (mm)
1364                 mmput(mm);
1365         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1366
1367         return err;
1368 }
1369
1370
1371 /* Retrieve NUMA policy */
1372 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1373                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1374                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1375 {
1376         int err;
1377         int uninitialized_var(pval);
1378         nodemask_t nodes;
1379
1380         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1381                 return -EINVAL;
1382
1383         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1384
1385         if (err)
1386                 return err;
1387
1388         if (policy && put_user(pval, policy))
1389                 return -EFAULT;
1390
1391         if (nmask)
1392                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1393
1394         return err;
1395 }
1396
1397 #ifdef CONFIG_COMPAT
1398
1399 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1400                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1401                                      compat_ulong_t maxnode,
1402                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1403 {
1404         long err;
1405         unsigned long __user *nm = NULL;
1406         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1407         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1408
1409         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1410         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1411
1412         if (nmask)
1413                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1414
1415         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1416
1417         if (!err && nmask) {
1418                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1419                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1420                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1421                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1422         }
1423
1424         return err;
1425 }
1426
1427 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1428                                      compat_ulong_t maxnode)
1429 {
1430         long err = 0;
1431         unsigned long __user *nm = NULL;
1432         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1433         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1434
1435         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1436         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1437
1438         if (nmask) {
1439                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1440                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1441                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1442         }
1443
1444         if (err)
1445                 return -EFAULT;
1446
1447         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1448 }
1449
1450 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1451                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1452                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1453 {
1454         long err = 0;
1455         unsigned long __user *nm = NULL;
1456         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1457         nodemask_t bm;
1458
1459         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1460         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1461
1462         if (nmask) {
1463                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1464                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1465                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1466         }
1467
1468         if (err)
1469                 return -EFAULT;
1470
1471         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1472 }
1473
1474 #endif
1475
1476 /*
1477  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1478  * @task - task for fallback if vma policy == default
1479  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1480  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1481  *
1482  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1483  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1484  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1485  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1486  * the caller.
1487  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1488  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1489  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1490  * extra reference for shared policies.
1491  */
1492 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1493                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1494 {
1495         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1496
1497         if (vma) {
1498                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1499                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1500                                                                         addr);
1501                         if (vpol)
1502                                 pol = vpol;
1503                 } else if (vma->vm_policy)
1504                         pol = vma->vm_policy;
1505         }
1506         if (!pol)
1507                 pol = &default_policy;
1508         return pol;
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1513  * page allocation
1514  */
1515 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1516 {
1517         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1518         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1519                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1520                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1521                 return &policy->v.nodes;
1522
1523         return NULL;
1524 }
1525
1526 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1527 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1528 {
1529         int nd = numa_node_id();
1530
1531         switch (policy->mode) {
1532         case MPOL_PREFERRED:
1533                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1534                         nd = policy->v.preferred_node;
1535                 break;
1536         case MPOL_BIND:
1537                 /*
1538                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1539                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1540                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1541                  * the first node in the mask instead.
1542                  */
1543                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1544                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1545                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1546                 break;
1547         default:
1548                 BUG();
1549         }
1550         return node_zonelist(nd, gfp);
1551 }
1552
1553 /* Do dynamic interleaving for a process */
1554 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1555 {
1556         unsigned nid, next;
1557         struct task_struct *me = current;
1558
1559         nid = me->il_next;
1560         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1561         if (next >= MAX_NUMNODES)
1562                 next = first_node(policy->v.nodes);
1563         if (next < MAX_NUMNODES)
1564                 me->il_next = next;
1565         return nid;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1570  * next slab entry.
1571  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1572  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1573  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1574  * such protection.
1575  */
1576 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1577 {
1578         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1579                 return numa_node_id();
1580
1581         switch (policy->mode) {
1582         case MPOL_PREFERRED:
1583                 /*
1584                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1585                  */
1586                 return policy->v.preferred_node;
1587
1588         case MPOL_INTERLEAVE:
1589                 return interleave_nodes(policy);
1590
1591         case MPOL_BIND: {
1592                 /*
1593                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1594                  * first node.
1595                  */
1596                 struct zonelist *zonelist;
1597                 struct zone *zone;
1598                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1599                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1600                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1601                                                         &policy->v.nodes,
1602                                                         &zone);
1603                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1604         }
1605
1606         default:
1607                 BUG();
1608         }
1609 }
1610
1611 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1612 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1613                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1614 {
1615         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1616         unsigned target;
1617         int c;
1618         int nid = -1;
1619
1620         if (!nnodes)
1621                 return numa_node_id();
1622         target = (unsigned int)off % nnodes;
1623         c = 0;
1624         do {
1625                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1626                 c++;
1627         } while (c <= target);
1628         return nid;
1629 }
1630
1631 /* Determine a node number for interleave */
1632 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1633                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1634 {
1635         if (vma) {
1636                 unsigned long off;
1637
1638                 /*
1639                  * for small pages, there is no difference between
1640                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1641                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1642                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1643                  * a useful offset.
1644                  */
1645                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1646                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1647                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1648                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1649         } else
1650                 return interleave_nodes(pol);
1651 }
1652
1653 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1654 /*
1655  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1656  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1657  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1658  * @gfp_flags = for requested zone
1659  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1660  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1661  *
1662  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1663  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1664  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1665  * @nodemask for filtering the zonelist.
1666  *
1667  * Must be protected by get_mems_allowed()
1668  */
1669 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1670                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1671                                 nodemask_t **nodemask)
1672 {
1673         struct zonelist *zl;
1674
1675         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1676         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1677
1678         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1679                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1680                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1681         } else {
1682                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol);
1683                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1684                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1685         }
1686         return zl;
1687 }
1688
1689 /*
1690  * init_nodemask_of_mempolicy
1691  *
1692  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1693  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1694  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1695  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1696  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1697  * of non-default mempolicy.
1698  *
1699  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1700  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1701  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1702  *
1703  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1704  */
1705 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1706 {
1707         struct mempolicy *mempolicy;
1708         int nid;
1709
1710         if (!(mask && current->mempolicy))
1711                 return false;
1712
1713         task_lock(current);
1714         mempolicy = current->mempolicy;
1715         switch (mempolicy->mode) {
1716         case MPOL_PREFERRED:
1717                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1718                         nid = numa_node_id();
1719                 else
1720                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1721                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1722                 break;
1723
1724         case MPOL_BIND:
1725                 /* Fall through */
1726         case MPOL_INTERLEAVE:
1727                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1728                 break;
1729
1730         default:
1731                 BUG();
1732         }
1733         task_unlock(current);
1734
1735         return true;
1736 }
1737 #endif
1738
1739 /*
1740  * mempolicy_nodemask_intersects
1741  *
1742  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1743  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1744  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1745  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1746  *
1747  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1748  */
1749 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1750                                         const nodemask_t *mask)
1751 {
1752         struct mempolicy *mempolicy;
1753         bool ret = true;
1754
1755         if (!mask)
1756                 return ret;
1757         task_lock(tsk);
1758         mempolicy = tsk->mempolicy;
1759         if (!mempolicy)
1760                 goto out;
1761
1762         switch (mempolicy->mode) {
1763         case MPOL_PREFERRED:
1764                 /*
1765                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1766                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1767                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1768                  * nodes in mask.
1769                  */
1770                 break;
1771         case MPOL_BIND:
1772         case MPOL_INTERLEAVE:
1773                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1774                 break;
1775         default:
1776                 BUG();
1777         }
1778 out:
1779         task_unlock(tsk);
1780         return ret;
1781 }
1782
1783 /* Allocate a page in interleaved policy.
1784    Own path because it needs to do special accounting. */
1785 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1786                                         unsigned nid)
1787 {
1788         struct zonelist *zl;
1789         struct page *page;
1790
1791         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1792         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1793         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1794                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1795         return page;
1796 }
1797
1798 /**
1799  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1800  *
1801  *      @gfp:
1802  *      %GFP_USER    user allocation.
1803  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1804  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1805  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1806  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1807  *
1808  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1809  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1810  *
1811  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1812  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1813  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1814  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1815  *      all allocations for pages that will be mapped into
1816  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1817  *
1818  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1819  */
1820 struct page *
1821 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1822 {
1823         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1824         struct zonelist *zl;
1825         struct page *page;
1826
1827         get_mems_allowed();
1828         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1829                 unsigned nid;
1830
1831                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1832                 mpol_cond_put(pol);
1833                 page = alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1834                 put_mems_allowed();
1835                 return page;
1836         }
1837         zl = policy_zonelist(gfp, pol);
1838         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1839                 /*
1840                  * slow path: ref counted shared policy
1841                  */
1842                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, 0,
1843                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1844                 __mpol_put(pol);
1845                 put_mems_allowed();
1846                 return page;
1847         }
1848         /*
1849          * fast path:  default or task policy
1850          */
1851         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, 0, zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1852         put_mems_allowed();
1853         return page;
1854 }
1855
1856 /**
1857  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1858  *
1859  *      @gfp:
1860  *              %GFP_USER   user allocation,
1861  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1862  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1863  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1864  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1865  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1866  *
1867  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1868  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1869  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1870  *
1871  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1872  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1873  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1874  */
1875 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1876 {
1877         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1878         struct page *page;
1879
1880         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1881                 pol = &default_policy;
1882
1883         get_mems_allowed();
1884         /*
1885          * No reference counting needed for current->mempolicy
1886          * nor system default_policy
1887          */
1888         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1889                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1890         else
1891                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1892                         policy_zonelist(gfp, pol), policy_nodemask(gfp, pol));
1893         put_mems_allowed();
1894         return page;
1895 }
1896 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1897
1898 /*
1899  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1900  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1901  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1902  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1903  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1904  *
1905  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1906  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1907  */
1908
1909 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1910 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1911 {
1912         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1913
1914         if (!new)
1915                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1916
1917         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1918         if (old == current->mempolicy) {
1919                 task_lock(current);
1920                 *new = *old;
1921                 task_unlock(current);
1922         } else
1923                 *new = *old;
1924
1925         rcu_read_lock();
1926         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1927                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1928                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1929                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1930                 else
1931                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1932         }
1933         rcu_read_unlock();
1934         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1935         return new;
1936 }
1937
1938 /*
1939  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
1940  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
1941  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
1942  * after return.  Use the returned value.
1943  *
1944  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
1945  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
1946  * shmem_readahead needs this.
1947  */
1948 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
1949                                                 struct mempolicy *frompol)
1950 {
1951         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
1952                 return frompol;
1953
1954         *tompol = *frompol;
1955         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
1956         __mpol_put(frompol);
1957         return tompol;
1958 }
1959
1960 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1961 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1962 {
1963         if (!a || !b)
1964                 return 0;
1965         if (a->mode != b->mode)
1966                 return 0;
1967         if (a->flags != b->flags)
1968                 return 0;
1969         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1970                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1971                         return 0;
1972
1973         switch (a->mode) {
1974         case MPOL_BIND:
1975                 /* Fall through */
1976         case MPOL_INTERLEAVE:
1977                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1978         case MPOL_PREFERRED:
1979                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node &&
1980                         a->flags == b->flags;
1981         default:
1982                 BUG();
1983                 return 0;
1984         }
1985 }
1986
1987 /*
1988  * Shared memory backing store policy support.
1989  *
1990  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1991  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1992  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1993  * for any accesses to the tree.
1994  */
1995
1996 /* lookup first element intersecting start-end */
1997 /* Caller holds sp->lock */
1998 static struct sp_node *
1999 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2000 {
2001         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2002
2003         while (n) {
2004                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2005
2006                 if (start >= p->end)
2007                         n = n->rb_right;
2008                 else if (end <= p->start)
2009                         n = n->rb_left;
2010                 else
2011                         break;
2012         }
2013         if (!n)
2014                 return NULL;
2015         for (;;) {
2016                 struct sp_node *w = NULL;
2017                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2018                 if (!prev)
2019                         break;
2020                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2021                 if (w->end <= start)
2022                         break;
2023                 n = prev;
2024         }
2025         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2026 }
2027
2028 /* Insert a new shared policy into the list. */
2029 /* Caller holds sp->lock */
2030 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2031 {
2032         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2033         struct rb_node *parent = NULL;
2034         struct sp_node *nd;
2035
2036         while (*p) {
2037                 parent = *p;
2038                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2039                 if (new->start < nd->start)
2040                         p = &(*p)->rb_left;
2041                 else if (new->end > nd->end)
2042                         p = &(*p)->rb_right;
2043                 else
2044                         BUG();
2045         }
2046         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2047         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2048         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2049                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2050 }
2051
2052 /* Find shared policy intersecting idx */
2053 struct mempolicy *
2054 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2055 {
2056         struct mempolicy *pol = NULL;
2057         struct sp_node *sn;
2058
2059         if (!sp->root.rb_node)
2060                 return NULL;
2061         spin_lock(&sp->lock);
2062         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2063         if (sn) {
2064                 mpol_get(sn->policy);
2065                 pol = sn->policy;
2066         }
2067         spin_unlock(&sp->lock);
2068         return pol;
2069 }
2070
2071 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2072 {
2073         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2074         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2075         mpol_put(n->policy);
2076         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2077 }
2078
2079 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2080                                 struct mempolicy *pol)
2081 {
2082         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2083
2084         if (!n)
2085                 return NULL;
2086         n->start = start;
2087         n->end = end;
2088         mpol_get(pol);
2089         pol->flags |= MPOL_F_SHARED;    /* for unref */
2090         n->policy = pol;
2091         return n;
2092 }
2093
2094 /* Replace a policy range. */
2095 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2096                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2097 {
2098         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
2099
2100 restart:
2101         spin_lock(&sp->lock);
2102         n = sp_lookup(sp, start, end);
2103         /* Take care of old policies in the same range. */
2104         while (n && n->start < end) {
2105                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2106                 if (n->start >= start) {
2107                         if (n->end <= end)
2108                                 sp_delete(sp, n);
2109                         else
2110                                 n->start = end;
2111                 } else {
2112                         /* Old policy spanning whole new range. */
2113                         if (n->end > end) {
2114                                 if (!new2) {
2115                                         spin_unlock(&sp->lock);
2116                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2117                                         if (!new2)
2118                                                 return -ENOMEM;
2119                                         goto restart;
2120                                 }
2121                                 n->end = start;
2122                                 sp_insert(sp, new2);
2123                                 new2 = NULL;
2124                                 break;
2125                         } else
2126                                 n->end = start;
2127                 }
2128                 if (!next)
2129                         break;
2130                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2131         }
2132         if (new)
2133                 sp_insert(sp, new);
2134         spin_unlock(&sp->lock);
2135         if (new2) {
2136                 mpol_put(new2->policy);
2137                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
2138         }
2139         return 0;
2140 }
2141
2142 /**
2143  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2144  * @sp: pointer to inode shared policy
2145  * @mpol:  struct mempolicy to install
2146  *
2147  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2148  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2149  * This must be released on exit.
2150  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2151  */
2152 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2153 {
2154         int ret;
2155
2156         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2157         spin_lock_init(&sp->lock);
2158
2159         if (mpol) {
2160                 struct vm_area_struct pvma;
2161                 struct mempolicy *new;
2162                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2163
2164                 if (!scratch)
2165                         goto put_mpol;
2166                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2167                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2168                 if (IS_ERR(new))
2169                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2170
2171                 task_lock(current);
2172                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2173                 task_unlock(current);
2174                 if (ret)
2175                         goto put_new;
2176
2177                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2178                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2179                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2180                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2181
2182 put_new:
2183                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2184 free_scratch:
2185                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2186 put_mpol:
2187                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2188         }
2189 }
2190
2191 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2192                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2193 {
2194         int err;
2195         struct sp_node *new = NULL;
2196         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2197
2198         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2199                  vma->vm_pgoff,
2200                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2201                  npol ? npol->flags : -1,
2202                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2203
2204         if (npol) {
2205                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2206                 if (!new)
2207                         return -ENOMEM;
2208         }
2209         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2210         if (err && new)
2211                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2212         return err;
2213 }
2214
2215 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2216 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2217 {
2218         struct sp_node *n;
2219         struct rb_node *next;
2220
2221         if (!p->root.rb_node)
2222                 return;
2223         spin_lock(&p->lock);
2224         next = rb_first(&p->root);
2225         while (next) {
2226                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2227                 next = rb_next(&n->nd);
2228                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2229                 mpol_put(n->policy);
2230                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2231         }
2232         spin_unlock(&p->lock);
2233 }
2234
2235 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2236 void __init numa_policy_init(void)
2237 {
2238         nodemask_t interleave_nodes;
2239         unsigned long largest = 0;
2240         int nid, prefer = 0;
2241
2242         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2243                                          sizeof(struct mempolicy),
2244                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2245
2246         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2247                                      sizeof(struct sp_node),
2248                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2249
2250         /*
2251          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2252          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2253          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2254          */
2255         nodes_clear(interleave_nodes);
2256         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2257                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2258
2259                 /* Preserve the largest node */
2260                 if (largest < total_pages) {
2261                         largest = total_pages;
2262                         prefer = nid;
2263                 }
2264
2265                 /* Interleave this node? */
2266                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2267                         node_set(nid, interleave_nodes);
2268         }
2269
2270         /* All too small, use the largest */
2271         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2272                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2273
2274         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2275                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2276 }
2277
2278 /* Reset policy of current process to default */
2279 void numa_default_policy(void)
2280 {
2281         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Parse and format mempolicy from/to strings
2286  */
2287
2288 /*
2289  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2290  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2291  */
2292 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2293 static const char * const policy_modes[] =
2294 {
2295         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2296         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2297         [MPOL_BIND]       = "bind",
2298         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2299         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2300 };
2301
2302
2303 #ifdef CONFIG_TMPFS
2304 /**
2305  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2306  * @str:  string containing mempolicy to parse
2307  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2308  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2309  *
2310  * Format of input:
2311  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2312  *
2313  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2314  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2315  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2316  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2317  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2318  * it again is redundant, but safe.
2319  *
2320  * On success, returns 0, else 1
2321  */
2322 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2323 {
2324         struct mempolicy *new = NULL;
2325         unsigned short mode;
2326         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2327         nodemask_t nodes;
2328         char *nodelist = strchr(str, ':');
2329         char *flags = strchr(str, '=');
2330         int err = 1;
2331
2332         if (nodelist) {
2333                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2334                 *nodelist++ = '\0';
2335                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2336                         goto out;
2337                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2338                         goto out;
2339         } else
2340                 nodes_clear(nodes);
2341
2342         if (flags)
2343                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2344
2345         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2346                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2347                         break;
2348                 }
2349         }
2350         if (mode > MPOL_LOCAL)
2351                 goto out;
2352
2353         switch (mode) {
2354         case MPOL_PREFERRED:
2355                 /*
2356                  * Insist on a nodelist of one node only
2357                  */
2358                 if (nodelist) {
2359                         char *rest = nodelist;
2360                         while (isdigit(*rest))
2361                                 rest++;
2362                         if (*rest)
2363                                 goto out;
2364                 }
2365                 break;
2366         case MPOL_INTERLEAVE:
2367                 /*
2368                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2369                  */
2370                 if (!nodelist)
2371                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2372                 break;
2373         case MPOL_LOCAL:
2374                 /*
2375                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2376                  */
2377                 if (nodelist)
2378                         goto out;
2379                 mode = MPOL_PREFERRED;
2380                 break;
2381         case MPOL_DEFAULT:
2382                 /*
2383                  * Insist on a empty nodelist
2384                  */
2385                 if (!nodelist)
2386                         err = 0;
2387                 goto out;
2388         case MPOL_BIND:
2389                 /*
2390                  * Insist on a nodelist
2391                  */
2392                 if (!nodelist)
2393                         goto out;
2394         }
2395
2396         mode_flags = 0;
2397         if (flags) {
2398                 /*
2399                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2400                  * mode flags.
2401                  */
2402                 if (!strcmp(flags, "static"))
2403                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2404                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2405                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2406                 else
2407                         goto out;
2408         }
2409
2410         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2411         if (IS_ERR(new))
2412                 goto out;
2413
2414         if (no_context) {
2415                 /* save for contextualization */
2416                 new->w.user_nodemask = nodes;
2417         } else {
2418                 int ret;
2419                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2420                 if (scratch) {
2421                         task_lock(current);
2422                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2423                         task_unlock(current);
2424                 } else
2425                         ret = -ENOMEM;
2426                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2427                 if (ret) {
2428                         mpol_put(new);
2429                         goto out;
2430                 }
2431         }
2432         err = 0;
2433
2434 out:
2435         /* Restore string for error message */
2436         if (nodelist)
2437                 *--nodelist = ':';
2438         if (flags)
2439                 *--flags = '=';
2440         if (!err)
2441                 *mpol = new;
2442         return err;
2443 }
2444 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2445
2446 /**
2447  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2448  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2449  * @maxlen:  length of @buffer
2450  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2451  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2452  *
2453  * Convert a mempolicy into a string.
2454  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2455  * or an error (negative)
2456  */
2457 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2458 {
2459         char *p = buffer;
2460         int l;
2461         nodemask_t nodes;
2462         unsigned short mode;
2463         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2464
2465         /*
2466          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2467          */
2468         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2469
2470         if (!pol || pol == &default_policy)
2471                 mode = MPOL_DEFAULT;
2472         else
2473                 mode = pol->mode;
2474
2475         switch (mode) {
2476         case MPOL_DEFAULT:
2477                 nodes_clear(nodes);
2478                 break;
2479
2480         case MPOL_PREFERRED:
2481                 nodes_clear(nodes);
2482                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2483                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2484                 else
2485                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2486                 break;
2487
2488         case MPOL_BIND:
2489                 /* Fall through */
2490         case MPOL_INTERLEAVE:
2491                 if (no_context)
2492                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2493                 else
2494                         nodes = pol->v.nodes;
2495                 break;
2496
2497         default:
2498                 BUG();
2499         }
2500
2501         l = strlen(policy_modes[mode]);
2502         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2503                 return -ENOSPC;
2504
2505         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2506         p += l;
2507
2508         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2509                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2510                         return -ENOSPC;
2511                 *p++ = '=';
2512
2513                 /*
2514                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2515                  */
2516                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2517                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2518                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2519                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2520         }
2521
2522         if (!nodes_empty(nodes)) {
2523                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2524                         return -ENOSPC;
2525                 *p++ = ':';
2526                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2527         }
2528         return p - buffer;
2529 }
2530
2531 struct numa_maps {
2532         unsigned long pages;
2533         unsigned long anon;
2534         unsigned long active;
2535         unsigned long writeback;
2536         unsigned long mapcount_max;
2537         unsigned long dirty;
2538         unsigned long swapcache;
2539         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
2540 };
2541
2542 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
2543 {
2544         struct numa_maps *md = private;
2545         int count = page_mapcount(page);
2546
2547         md->pages++;
2548         if (pte_dirty || PageDirty(page))
2549                 md->dirty++;
2550
2551         if (PageSwapCache(page))
2552                 md->swapcache++;
2553
2554         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
2555                 md->active++;
2556
2557         if (PageWriteback(page))
2558                 md->writeback++;
2559
2560         if (PageAnon(page))
2561                 md->anon++;
2562
2563         if (count > md->mapcount_max)
2564                 md->mapcount_max = count;
2565
2566         md->node[page_to_nid(page)]++;
2567 }
2568
2569 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
2570 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2571                 unsigned long start, unsigned long end,
2572                 struct numa_maps *md)
2573 {
2574         unsigned long addr;
2575         struct page *page;
2576         struct hstate *h = hstate_vma(vma);
2577         unsigned long sz = huge_page_size(h);
2578
2579         for (addr = start; addr < end; addr += sz) {
2580                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm,
2581                                                 addr & huge_page_mask(h));
2582                 pte_t pte;
2583
2584                 if (!ptep)
2585                         continue;
2586
2587                 pte = *ptep;
2588                 if (pte_none(pte))
2589                         continue;
2590
2591                 page = pte_page(pte);
2592                 if (!page)
2593                         continue;
2594
2595                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
2596         }
2597 }
2598 #else
2599 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
2600                 unsigned long start, unsigned long end,
2601                 struct numa_maps *md)
2602 {
2603 }
2604 #endif
2605
2606 /*
2607  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
2608  */
2609 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
2610 {
2611         struct proc_maps_private *priv = m->private;
2612         struct vm_area_struct *vma = v;
2613         struct numa_maps *md;
2614         struct file *file = vma->vm_file;
2615         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
2616         struct mempolicy *pol;
2617         int n;
2618         char buffer[50];
2619
2620         if (!mm)
2621                 return 0;
2622
2623         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
2624         if (!md)
2625                 return 0;
2626
2627         pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
2628         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
2629         mpol_cond_put(pol);
2630
2631         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
2632
2633         if (file) {
2634                 seq_printf(m, " file=");
2635                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
2636         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
2637                 seq_printf(m, " heap");
2638         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
2639                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
2640                 seq_printf(m, " stack");
2641         }
2642
2643         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
2644                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
2645                 seq_printf(m, " huge");
2646         } else {
2647                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
2648                         &node_states[N_HIGH_MEMORY], MPOL_MF_STATS, md);
2649         }
2650
2651         if (!md->pages)
2652                 goto out;
2653
2654         if (md->anon)
2655                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
2656
2657         if (md->dirty)
2658                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
2659
2660         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
2661                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
2662
2663         if (md->mapcount_max > 1)
2664                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
2665
2666         if (md->swapcache)
2667                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
2668
2669         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
2670                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
2671
2672         if (md->writeback)
2673                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
2674
2675         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
2676                 if (md->node[n])
2677                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
2678 out:
2679         seq_putc(m, '\n');
2680         kfree(md);
2681
2682         if (m->count < m->size)
2683                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
2684         return 0;
2685 }