]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/mempolicy.c
d04a8a54c294f852f55e624e3c41d1b03b7a56e9
[~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/export.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96 #include <linux/random.h>
97
98 #include "internal.h"
99
100 /* Internal flags */
101 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
102 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 static struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == MPOL_REBIND_ONCE &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
461                                 unsigned long flags);
462
463 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
464 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
465                 unsigned long addr, unsigned long end,
466                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
467                 void *private)
468 {
469         pte_t *orig_pte;
470         pte_t *pte;
471         spinlock_t *ptl;
472
473         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
474         do {
475                 struct page *page;
476                 int nid;
477
478                 if (!pte_present(*pte))
479                         continue;
480                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
481                 if (!page)
482                         continue;
483                 /*
484                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
485                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
486                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
487                  */
488                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
489                         continue;
490                 nid = page_to_nid(page);
491                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
492                         continue;
493
494                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
495                         migrate_page_add(page, private, flags);
496                 else
497                         break;
498         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
499         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
500         return addr != end;
501 }
502
503 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
504                 unsigned long addr, unsigned long end,
505                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
506                 void *private)
507 {
508         pmd_t *pmd;
509         unsigned long next;
510
511         pmd = pmd_offset(pud, addr);
512         do {
513                 next = pmd_addr_end(addr, end);
514                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
515                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
516                         continue;
517                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
518                                     flags, private))
519                         return -EIO;
520         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
521         return 0;
522 }
523
524 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
525                 unsigned long addr, unsigned long end,
526                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
527                 void *private)
528 {
529         pud_t *pud;
530         unsigned long next;
531
532         pud = pud_offset(pgd, addr);
533         do {
534                 next = pud_addr_end(addr, end);
535                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
536                         continue;
537                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
538                                     flags, private))
539                         return -EIO;
540         } while (pud++, addr = next, addr != end);
541         return 0;
542 }
543
544 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
545                 unsigned long addr, unsigned long end,
546                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
547                 void *private)
548 {
549         pgd_t *pgd;
550         unsigned long next;
551
552         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
553         do {
554                 next = pgd_addr_end(addr, end);
555                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
556                         continue;
557                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
558                                     flags, private))
559                         return -EIO;
560         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
566  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
567  * put them on the pagelist.
568  */
569 static struct vm_area_struct *
570 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
571                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
572 {
573         int err;
574         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
575
576
577         first = find_vma(mm, start);
578         if (!first)
579                 return ERR_PTR(-EFAULT);
580         prev = NULL;
581         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
582                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
583                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
584                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
585                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                 }
588                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
589                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
590                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
591                                 vma_migratable(vma)))) {
592                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
593
594                         if (endvma > end)
595                                 endvma = end;
596                         if (vma->vm_start > start)
597                                 start = vma->vm_start;
598                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
599                                                 flags, private);
600                         if (err) {
601                                 first = ERR_PTR(err);
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 prev = vma;
606         }
607         return first;
608 }
609
610 /*
611  * Apply policy to a single VMA
612  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
613  */
614 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
615                                                 struct mempolicy *pol)
616 {
617         int err;
618         struct mempolicy *old;
619         struct mempolicy *new;
620
621         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
622                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
623                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
624                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
625
626         new = mpol_dup(pol);
627         if (IS_ERR(new))
628                 return PTR_ERR(new);
629
630         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
631                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
632                 if (err)
633                         goto err_out;
634         }
635
636         old = vma->vm_policy;
637         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
638         mpol_put(old);
639
640         return 0;
641  err_out:
642         mpol_put(new);
643         return err;
644 }
645
646 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
647 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
648                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
649 {
650         struct vm_area_struct *next;
651         struct vm_area_struct *prev;
652         struct vm_area_struct *vma;
653         int err = 0;
654         pgoff_t pgoff;
655         unsigned long vmstart;
656         unsigned long vmend;
657
658         vma = find_vma(mm, start);
659         if (!vma || vma->vm_start > start)
660                 return -EFAULT;
661
662         prev = vma->vm_prev;
663         if (start > vma->vm_start)
664                 prev = vma;
665
666         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
667                 next = vma->vm_next;
668                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
669                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
670
671                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
672                         continue;
673
674                 pgoff = vma->vm_pgoff +
675                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
676                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
677                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
678                                   new_pol);
679                 if (prev) {
680                         vma = prev;
681                         next = vma->vm_next;
682                         continue;
683                 }
684                 if (vma->vm_start != vmstart) {
685                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
686                         if (err)
687                                 goto out;
688                 }
689                 if (vma->vm_end != vmend) {
690                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
691                         if (err)
692                                 goto out;
693                 }
694                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
695                 if (err)
696                         goto out;
697         }
698
699  out:
700         return err;
701 }
702
703 /*
704  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
705  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
706  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
707  *
708  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
709  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
710  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
711  *
712  * The above limitation is why this routine has the funny name
713  * mpol_fix_fork_child_flag().
714  *
715  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
716  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
717  * for use within this file.
718  */
719
720 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
721 {
722         if (p->mempolicy)
723                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
724         else
725                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
726 }
727
728 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
729 {
730         mpol_fix_fork_child_flag(current);
731 }
732
733 /* Set the process memory policy */
734 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
735                              nodemask_t *nodes)
736 {
737         struct mempolicy *new, *old;
738         struct mm_struct *mm = current->mm;
739         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
740         int ret;
741
742         if (!scratch)
743                 return -ENOMEM;
744
745         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
746         if (IS_ERR(new)) {
747                 ret = PTR_ERR(new);
748                 goto out;
749         }
750         /*
751          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
752          * is using it.
753          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
754          * with no 'mm'.
755          */
756         if (mm)
757                 down_write(&mm->mmap_sem);
758         task_lock(current);
759         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
760         if (ret) {
761                 task_unlock(current);
762                 if (mm)
763                         up_write(&mm->mmap_sem);
764                 mpol_put(new);
765                 goto out;
766         }
767         old = current->mempolicy;
768         current->mempolicy = new;
769         mpol_set_task_struct_flag();
770         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
771             nodes_weight(new->v.nodes))
772                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
773         task_unlock(current);
774         if (mm)
775                 up_write(&mm->mmap_sem);
776
777         mpol_put(old);
778         ret = 0;
779 out:
780         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
781         return ret;
782 }
783
784 /*
785  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
786  *
787  * Called with task's alloc_lock held
788  */
789 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
790 {
791         nodes_clear(*nodes);
792         if (p == &default_policy)
793                 return;
794
795         switch (p->mode) {
796         case MPOL_BIND:
797                 /* Fall through */
798         case MPOL_INTERLEAVE:
799                 *nodes = p->v.nodes;
800                 break;
801         case MPOL_PREFERRED:
802                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
803                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
804                 /* else return empty node mask for local allocation */
805                 break;
806         default:
807                 BUG();
808         }
809 }
810
811 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
812 {
813         struct page *p;
814         int err;
815
816         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
817         if (err >= 0) {
818                 err = page_to_nid(p);
819                 put_page(p);
820         }
821         return err;
822 }
823
824 /* Retrieve NUMA policy */
825 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
826                              unsigned long addr, unsigned long flags)
827 {
828         int err;
829         struct mm_struct *mm = current->mm;
830         struct vm_area_struct *vma = NULL;
831         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
832
833         if (flags &
834                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
835                 return -EINVAL;
836
837         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
838                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
839                         return -EINVAL;
840                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
841                 task_lock(current);
842                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
843                 task_unlock(current);
844                 return 0;
845         }
846
847         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
848                 /*
849                  * Do NOT fall back to task policy if the
850                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
851                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
852                  */
853                 down_read(&mm->mmap_sem);
854                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
855                 if (!vma) {
856                         up_read(&mm->mmap_sem);
857                         return -EFAULT;
858                 }
859                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
860                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
861                 else
862                         pol = vma->vm_policy;
863         } else if (addr)
864                 return -EINVAL;
865
866         if (!pol)
867                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
868
869         if (flags & MPOL_F_NODE) {
870                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
871                         err = lookup_node(mm, addr);
872                         if (err < 0)
873                                 goto out;
874                         *policy = err;
875                 } else if (pol == current->mempolicy &&
876                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
877                         *policy = current->il_next;
878                 } else {
879                         err = -EINVAL;
880                         goto out;
881                 }
882         } else {
883                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
884                                                 pol->mode;
885                 /*
886                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
887                  * the policy to userspace.
888                  */
889                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
890         }
891
892         if (vma) {
893                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
894                 vma = NULL;
895         }
896
897         err = 0;
898         if (nmask) {
899                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
900                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
901                 } else {
902                         task_lock(current);
903                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
904                         task_unlock(current);
905                 }
906         }
907
908  out:
909         mpol_cond_put(pol);
910         if (vma)
911                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
912         return err;
913 }
914
915 #ifdef CONFIG_MIGRATION
916 /*
917  * page migration
918  */
919 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
920                                 unsigned long flags)
921 {
922         /*
923          * Avoid migrating a page that is shared with others.
924          */
925         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
926                 if (!isolate_lru_page(page)) {
927                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
928                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
929                                             page_is_file_cache(page));
930                 }
931         }
932 }
933
934 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
935 {
936         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
937 }
938
939 /*
940  * Migrate pages from one node to a target node.
941  * Returns error or the number of pages not migrated.
942  */
943 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
944                            int flags)
945 {
946         nodemask_t nmask;
947         LIST_HEAD(pagelist);
948         int err = 0;
949
950         nodes_clear(nmask);
951         node_set(source, nmask);
952
953         /*
954          * This does not "check" the range but isolates all pages that
955          * need migration.  Between passing in the full user address
956          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
957          */
958         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
959         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
960                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
961
962         if (!list_empty(&pagelist)) {
963                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
964                                                         false, MIGRATE_SYNC);
965                 if (err)
966                         putback_lru_pages(&pagelist);
967         }
968
969         return err;
970 }
971
972 /*
973  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
974  * layout as much as possible.
975  *
976  * Returns the number of page that could not be moved.
977  */
978 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
979                      const nodemask_t *to, int flags)
980 {
981         int busy = 0;
982         int err;
983         nodemask_t tmp;
984
985         err = migrate_prep();
986         if (err)
987                 return err;
988
989         down_read(&mm->mmap_sem);
990
991         err = migrate_vmas(mm, from, to, flags);
992         if (err)
993                 goto out;
994
995         /*
996          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
997          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
998          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
999          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1000          *
1001          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1002          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1003          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1004          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1005          *
1006          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1007          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1008          * (nothing left to migrate).
1009          *
1010          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1011          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1012          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1013          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1014          * before migrating outgoing memory source that same node.
1015          *
1016          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1017          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1018          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1019          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1020          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1021          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1022          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1023          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1024          */
1025
1026         tmp = *from;
1027         while (!nodes_empty(tmp)) {
1028                 int s,d;
1029                 int source = -1;
1030                 int dest = 0;
1031
1032                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1033
1034                         /*
1035                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1036                          * node relationship of the pages established between
1037                          * threads and memory areas.
1038                          *
1039                          * However if the number of source nodes is not equal to
1040                          * the number of destination nodes we can not preserve
1041                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1042                          * copying memory from a node that is in the destination
1043                          * mask.
1044                          *
1045                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1046                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1047                          */
1048
1049                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1050                                                 (node_isset(s, *to)))
1051                                 continue;
1052
1053                         d = node_remap(s, *from, *to);
1054                         if (s == d)
1055                                 continue;
1056
1057                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1058                         dest = d;
1059
1060                         /* dest not in remaining from nodes? */
1061                         if (!node_isset(dest, tmp))
1062                                 break;
1063                 }
1064                 if (source == -1)
1065                         break;
1066
1067                 node_clear(source, tmp);
1068                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1069                 if (err > 0)
1070                         busy += err;
1071                 if (err < 0)
1072                         break;
1073         }
1074 out:
1075         up_read(&mm->mmap_sem);
1076         if (err < 0)
1077                 return err;
1078         return busy;
1079
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1084  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1085  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1086  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1087  * is in virtual address order.
1088  */
1089 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1090 {
1091         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1092         unsigned long uninitialized_var(address);
1093
1094         while (vma) {
1095                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1096                 if (address != -EFAULT)
1097                         break;
1098                 vma = vma->vm_next;
1099         }
1100
1101         /*
1102          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1103          */
1104         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1105 }
1106 #else
1107
1108 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1109                                 unsigned long flags)
1110 {
1111 }
1112
1113 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1114                      const nodemask_t *to, int flags)
1115 {
1116         return -ENOSYS;
1117 }
1118
1119 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1120 {
1121         return NULL;
1122 }
1123 #endif
1124
1125 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1126                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1127                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1128 {
1129         struct vm_area_struct *vma;
1130         struct mm_struct *mm = current->mm;
1131         struct mempolicy *new;
1132         unsigned long end;
1133         int err;
1134         LIST_HEAD(pagelist);
1135
1136         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1137                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1138                 return -EINVAL;
1139         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1140                 return -EPERM;
1141
1142         if (start & ~PAGE_MASK)
1143                 return -EINVAL;
1144
1145         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1146                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1147
1148         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1149         end = start + len;
1150
1151         if (end < start)
1152                 return -EINVAL;
1153         if (end == start)
1154                 return 0;
1155
1156         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1157         if (IS_ERR(new))
1158                 return PTR_ERR(new);
1159
1160         /*
1161          * If we are using the default policy then operation
1162          * on discontinuous address spaces is okay after all
1163          */
1164         if (!new)
1165                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1166
1167         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1168                  start, start + len, mode, mode_flags,
1169                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1170
1171         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1172
1173                 err = migrate_prep();
1174                 if (err)
1175                         goto mpol_out;
1176         }
1177         {
1178                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1179                 if (scratch) {
1180                         down_write(&mm->mmap_sem);
1181                         task_lock(current);
1182                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1183                         task_unlock(current);
1184                         if (err)
1185                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1186                 } else
1187                         err = -ENOMEM;
1188                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1189         }
1190         if (err)
1191                 goto mpol_out;
1192
1193         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1194                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1195
1196         err = PTR_ERR(vma);
1197         if (!IS_ERR(vma)) {
1198                 int nr_failed = 0;
1199
1200                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1201
1202                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1203                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1204                                                 (unsigned long)vma,
1205                                                 false, MIGRATE_SYNC);
1206                         if (nr_failed)
1207                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1208                 }
1209
1210                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1211                         err = -EIO;
1212         } else
1213                 putback_lru_pages(&pagelist);
1214
1215         up_write(&mm->mmap_sem);
1216  mpol_out:
1217         mpol_put(new);
1218         return err;
1219 }
1220
1221 /*
1222  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1223  */
1224
1225 /* Copy a node mask from user space. */
1226 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1227                      unsigned long maxnode)
1228 {
1229         unsigned long k;
1230         unsigned long nlongs;
1231         unsigned long endmask;
1232
1233         --maxnode;
1234         nodes_clear(*nodes);
1235         if (maxnode == 0 || !nmask)
1236                 return 0;
1237         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1238                 return -EINVAL;
1239
1240         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1241         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1242                 endmask = ~0UL;
1243         else
1244                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1245
1246         /* When the user specified more nodes than supported just check
1247            if the non supported part is all zero. */
1248         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1249                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1250                         return -EINVAL;
1251                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1252                         unsigned long t;
1253                         if (get_user(t, nmask + k))
1254                                 return -EFAULT;
1255                         if (k == nlongs - 1) {
1256                                 if (t & endmask)
1257                                         return -EINVAL;
1258                         } else if (t)
1259                                 return -EINVAL;
1260                 }
1261                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1262                 endmask = ~0UL;
1263         }
1264
1265         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1266                 return -EFAULT;
1267         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1268         return 0;
1269 }
1270
1271 /* Copy a kernel node mask to user space */
1272 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1273                               nodemask_t *nodes)
1274 {
1275         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1276         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1277
1278         if (copy > nbytes) {
1279                 if (copy > PAGE_SIZE)
1280                         return -EINVAL;
1281                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1282                         return -EFAULT;
1283                 copy = nbytes;
1284         }
1285         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1286 }
1287
1288 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1289                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1290                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1291 {
1292         nodemask_t nodes;
1293         int err;
1294         unsigned short mode_flags;
1295
1296         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1297         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1298         if (mode >= MPOL_MAX)
1299                 return -EINVAL;
1300         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1301             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1302                 return -EINVAL;
1303         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1304         if (err)
1305                 return err;
1306         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1307 }
1308
1309 /* Set the process memory policy */
1310 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1311                 unsigned long, maxnode)
1312 {
1313         int err;
1314         nodemask_t nodes;
1315         unsigned short flags;
1316
1317         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1318         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1319         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1320                 return -EINVAL;
1321         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1322                 return -EINVAL;
1323         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1324         if (err)
1325                 return err;
1326         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1327 }
1328
1329 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1330                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1331                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1332 {
1333         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1334         struct mm_struct *mm = NULL;
1335         struct task_struct *task;
1336         nodemask_t task_nodes;
1337         int err;
1338         nodemask_t *old;
1339         nodemask_t *new;
1340         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1341
1342         if (!scratch)
1343                 return -ENOMEM;
1344
1345         old = &scratch->mask1;
1346         new = &scratch->mask2;
1347
1348         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1349         if (err)
1350                 goto out;
1351
1352         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1353         if (err)
1354                 goto out;
1355
1356         /* Find the mm_struct */
1357         rcu_read_lock();
1358         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1359         if (!task) {
1360                 rcu_read_unlock();
1361                 err = -ESRCH;
1362                 goto out;
1363         }
1364         get_task_struct(task);
1365
1366         err = -EINVAL;
1367
1368         /*
1369          * Check if this process has the right to modify the specified
1370          * process. The right exists if the process has administrative
1371          * capabilities, superuser privileges or the same
1372          * userid as the target process.
1373          */
1374         tcred = __task_cred(task);
1375         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1376             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1377             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1378                 rcu_read_unlock();
1379                 err = -EPERM;
1380                 goto out_put;
1381         }
1382         rcu_read_unlock();
1383
1384         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1385         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1386         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1387                 err = -EPERM;
1388                 goto out_put;
1389         }
1390
1391         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1392                 err = -EINVAL;
1393                 goto out_put;
1394         }
1395
1396         err = security_task_movememory(task);
1397         if (err)
1398                 goto out_put;
1399
1400         mm = get_task_mm(task);
1401         put_task_struct(task);
1402
1403         if (!mm) {
1404                 err = -EINVAL;
1405                 goto out;
1406         }
1407
1408         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1409                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1410
1411         mmput(mm);
1412 out:
1413         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1414
1415         return err;
1416
1417 out_put:
1418         put_task_struct(task);
1419         goto out;
1420
1421 }
1422
1423
1424 /* Retrieve NUMA policy */
1425 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1426                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1427                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1428 {
1429         int err;
1430         int uninitialized_var(pval);
1431         nodemask_t nodes;
1432
1433         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1434                 return -EINVAL;
1435
1436         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1437
1438         if (err)
1439                 return err;
1440
1441         if (policy && put_user(pval, policy))
1442                 return -EFAULT;
1443
1444         if (nmask)
1445                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1446
1447         return err;
1448 }
1449
1450 #ifdef CONFIG_COMPAT
1451
1452 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1453                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1454                                      compat_ulong_t maxnode,
1455                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1456 {
1457         long err;
1458         unsigned long __user *nm = NULL;
1459         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1460         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1461
1462         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1463         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1464
1465         if (nmask)
1466                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1467
1468         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1469
1470         if (!err && nmask) {
1471                 unsigned long copy_size;
1472                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1473                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1474                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1475                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1476                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1477         }
1478
1479         return err;
1480 }
1481
1482 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1483                                      compat_ulong_t maxnode)
1484 {
1485         long err = 0;
1486         unsigned long __user *nm = NULL;
1487         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1488         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1489
1490         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1491         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1492
1493         if (nmask) {
1494                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1495                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1496                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1497         }
1498
1499         if (err)
1500                 return -EFAULT;
1501
1502         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1503 }
1504
1505 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1506                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1507                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1508 {
1509         long err = 0;
1510         unsigned long __user *nm = NULL;
1511         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1512         nodemask_t bm;
1513
1514         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1515         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1516
1517         if (nmask) {
1518                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1519                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1520                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1521         }
1522
1523         if (err)
1524                 return -EFAULT;
1525
1526         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1527 }
1528
1529 #endif
1530
1531 /*
1532  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1533  * @task - task for fallback if vma policy == default
1534  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1535  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1536  *
1537  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1538  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1539  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies must be
1540  * protected by task_lock(task) by the caller.
1541  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1542  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1543  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1544  * extra reference for shared policies.
1545  */
1546 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1547                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1548 {
1549         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1550
1551         if (vma) {
1552                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1553                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1554                                                                         addr);
1555                         if (vpol)
1556                                 pol = vpol;
1557                 } else if (vma->vm_policy) {
1558                         pol = vma->vm_policy;
1559
1560                         /*
1561                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1562                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1563                          * count on these policies which will be dropped by
1564                          * mpol_cond_put() later
1565                          */
1566                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1567                                 mpol_get(pol);
1568                 }
1569         }
1570         if (!pol)
1571                 pol = &default_policy;
1572         return pol;
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1577  * page allocation
1578  */
1579 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1580 {
1581         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1582         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1583                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1584                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1585                 return &policy->v.nodes;
1586
1587         return NULL;
1588 }
1589
1590 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1591 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1592         int nd)
1593 {
1594         switch (policy->mode) {
1595         case MPOL_PREFERRED:
1596                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1597                         nd = policy->v.preferred_node;
1598                 break;
1599         case MPOL_BIND:
1600                 /*
1601                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1602                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1603                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1604                  * the first node in the mask instead.
1605                  */
1606                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1607                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1608                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1609                 break;
1610         default:
1611                 BUG();
1612         }
1613         return node_zonelist(nd, gfp);
1614 }
1615
1616 /* Do dynamic interleaving for a process */
1617 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1618 {
1619         unsigned nid, next;
1620         struct task_struct *me = current;
1621
1622         nid = me->il_next;
1623         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1624         if (next >= MAX_NUMNODES)
1625                 next = first_node(policy->v.nodes);
1626         if (next < MAX_NUMNODES)
1627                 me->il_next = next;
1628         return nid;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1633  * next slab entry.
1634  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1635  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1636  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1637  * such protection.
1638  */
1639 unsigned slab_node(void)
1640 {
1641         struct mempolicy *policy;
1642
1643         if (in_interrupt())
1644                 return numa_node_id();
1645
1646         policy = current->mempolicy;
1647         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1648                 return numa_node_id();
1649
1650         switch (policy->mode) {
1651         case MPOL_PREFERRED:
1652                 /*
1653                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1654                  */
1655                 return policy->v.preferred_node;
1656
1657         case MPOL_INTERLEAVE:
1658                 return interleave_nodes(policy);
1659
1660         case MPOL_BIND: {
1661                 /*
1662                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1663                  * first node.
1664                  */
1665                 struct zonelist *zonelist;
1666                 struct zone *zone;
1667                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1668                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1669                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1670                                                         &policy->v.nodes,
1671                                                         &zone);
1672                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1673         }
1674
1675         default:
1676                 BUG();
1677         }
1678 }
1679
1680 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1681 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1682                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1683 {
1684         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1685         unsigned target;
1686         int c;
1687         int nid = -1;
1688
1689         if (!nnodes)
1690                 return numa_node_id();
1691         target = (unsigned int)off % nnodes;
1692         c = 0;
1693         do {
1694                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1695                 c++;
1696         } while (c <= target);
1697         return nid;
1698 }
1699
1700 /* Determine a node number for interleave */
1701 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1702                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1703 {
1704         if (vma) {
1705                 unsigned long off;
1706
1707                 /*
1708                  * for small pages, there is no difference between
1709                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1710                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1711                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1712                  * a useful offset.
1713                  */
1714                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1715                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1716                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1717                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1718         } else
1719                 return interleave_nodes(pol);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1724  * (returns -1 if nodemask is empty)
1725  */
1726 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1727 {
1728         int w, bit = -1;
1729
1730         w = nodes_weight(*maskp);
1731         if (w)
1732                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1733                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1734         return bit;
1735 }
1736
1737 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1738 /*
1739  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1740  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1741  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1742  * @gfp_flags = for requested zone
1743  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1744  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1745  *
1746  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1747  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1748  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1749  * @nodemask for filtering the zonelist.
1750  *
1751  * Must be protected by get_mems_allowed()
1752  */
1753 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1754                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1755                                 nodemask_t **nodemask)
1756 {
1757         struct zonelist *zl;
1758
1759         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1760         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1761
1762         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1763                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1764                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1765         } else {
1766                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1767                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1768                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1769         }
1770         return zl;
1771 }
1772
1773 /*
1774  * init_nodemask_of_mempolicy
1775  *
1776  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1777  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1778  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1779  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1780  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1781  * of non-default mempolicy.
1782  *
1783  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1784  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1785  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1786  *
1787  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1788  */
1789 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1790 {
1791         struct mempolicy *mempolicy;
1792         int nid;
1793
1794         if (!(mask && current->mempolicy))
1795                 return false;
1796
1797         task_lock(current);
1798         mempolicy = current->mempolicy;
1799         switch (mempolicy->mode) {
1800         case MPOL_PREFERRED:
1801                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1802                         nid = numa_node_id();
1803                 else
1804                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1805                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1806                 break;
1807
1808         case MPOL_BIND:
1809                 /* Fall through */
1810         case MPOL_INTERLEAVE:
1811                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1812                 break;
1813
1814         default:
1815                 BUG();
1816         }
1817         task_unlock(current);
1818
1819         return true;
1820 }
1821 #endif
1822
1823 /*
1824  * mempolicy_nodemask_intersects
1825  *
1826  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1827  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1828  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1829  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1830  *
1831  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1832  */
1833 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1834                                         const nodemask_t *mask)
1835 {
1836         struct mempolicy *mempolicy;
1837         bool ret = true;
1838
1839         if (!mask)
1840                 return ret;
1841         task_lock(tsk);
1842         mempolicy = tsk->mempolicy;
1843         if (!mempolicy)
1844                 goto out;
1845
1846         switch (mempolicy->mode) {
1847         case MPOL_PREFERRED:
1848                 /*
1849                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1850                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1851                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1852                  * nodes in mask.
1853                  */
1854                 break;
1855         case MPOL_BIND:
1856         case MPOL_INTERLEAVE:
1857                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1858                 break;
1859         default:
1860                 BUG();
1861         }
1862 out:
1863         task_unlock(tsk);
1864         return ret;
1865 }
1866
1867 /* Allocate a page in interleaved policy.
1868    Own path because it needs to do special accounting. */
1869 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1870                                         unsigned nid)
1871 {
1872         struct zonelist *zl;
1873         struct page *page;
1874
1875         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1876         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1877         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1878                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1879         return page;
1880 }
1881
1882 /**
1883  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1884  *
1885  *      @gfp:
1886  *      %GFP_USER    user allocation.
1887  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1888  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1889  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1890  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1891  *
1892  *      @order:Order of the GFP allocation.
1893  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1894  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1895  *
1896  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1897  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1898  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1899  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1900  *      all allocations for pages that will be mapped into
1901  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1902  *
1903  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1904  */
1905 struct page *
1906 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1907                 unsigned long addr, int node)
1908 {
1909         struct mempolicy *pol;
1910         struct zonelist *zl;
1911         struct page *page;
1912         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1913
1914 retry_cpuset:
1915         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1916         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1917
1918         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1919                 unsigned nid;
1920
1921                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1922                 mpol_cond_put(pol);
1923                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1924                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1925                         goto retry_cpuset;
1926
1927                 return page;
1928         }
1929         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1930         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1931                 /*
1932                  * slow path: ref counted shared policy
1933                  */
1934                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1935                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1936                 __mpol_put(pol);
1937                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1938                         goto retry_cpuset;
1939                 return page;
1940         }
1941         /*
1942          * fast path:  default or task policy
1943          */
1944         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1945                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1946         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1947                 goto retry_cpuset;
1948         return page;
1949 }
1950
1951 /**
1952  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1953  *
1954  *      @gfp:
1955  *              %GFP_USER   user allocation,
1956  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1957  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1958  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1959  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1960  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1961  *
1962  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1963  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1964  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1965  *
1966  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1967  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1968  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1969  */
1970 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1971 {
1972         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1973         struct page *page;
1974         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1975
1976         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1977                 pol = &default_policy;
1978
1979 retry_cpuset:
1980         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1981
1982         /*
1983          * No reference counting needed for current->mempolicy
1984          * nor system default_policy
1985          */
1986         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1987                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1988         else
1989                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1990                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1991                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1992
1993         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1994                 goto retry_cpuset;
1995
1996         return page;
1997 }
1998 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1999
2000 /*
2001  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2002  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2003  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2004  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2005  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2006  *
2007  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2008  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2009  */
2010
2011 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2012 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2013 {
2014         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2015
2016         if (!new)
2017                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2018
2019         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2020         if (old == current->mempolicy) {
2021                 task_lock(current);
2022                 *new = *old;
2023                 task_unlock(current);
2024         } else
2025                 *new = *old;
2026
2027         rcu_read_lock();
2028         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2029                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2030                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2031                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2032                 else
2033                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2034         }
2035         rcu_read_unlock();
2036         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2037         return new;
2038 }
2039
2040 /*
2041  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
2042  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
2043  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
2044  * after return.  Use the returned value.
2045  *
2046  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
2047  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
2048  * shmem_readahead needs this.
2049  */
2050 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
2051                                                 struct mempolicy *frompol)
2052 {
2053         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
2054                 return frompol;
2055
2056         *tompol = *frompol;
2057         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
2058         __mpol_put(frompol);
2059         return tompol;
2060 }
2061
2062 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2063 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2064 {
2065         if (!a || !b)
2066                 return false;
2067         if (a->mode != b->mode)
2068                 return false;
2069         if (a->flags != b->flags)
2070                 return false;
2071         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2072                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2073                         return false;
2074
2075         switch (a->mode) {
2076         case MPOL_BIND:
2077                 /* Fall through */
2078         case MPOL_INTERLEAVE:
2079                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2080         case MPOL_PREFERRED:
2081                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2082         default:
2083                 BUG();
2084                 return false;
2085         }
2086 }
2087
2088 /*
2089  * Shared memory backing store policy support.
2090  *
2091  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2092  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2093  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2094  * for any accesses to the tree.
2095  */
2096
2097 /* lookup first element intersecting start-end */
2098 /* Caller holds sp->mutex */
2099 static struct sp_node *
2100 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2101 {
2102         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2103
2104         while (n) {
2105                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2106
2107                 if (start >= p->end)
2108                         n = n->rb_right;
2109                 else if (end <= p->start)
2110                         n = n->rb_left;
2111                 else
2112                         break;
2113         }
2114         if (!n)
2115                 return NULL;
2116         for (;;) {
2117                 struct sp_node *w = NULL;
2118                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2119                 if (!prev)
2120                         break;
2121                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2122                 if (w->end <= start)
2123                         break;
2124                 n = prev;
2125         }
2126         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2127 }
2128
2129 /* Insert a new shared policy into the list. */
2130 /* Caller holds sp->lock */
2131 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2132 {
2133         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2134         struct rb_node *parent = NULL;
2135         struct sp_node *nd;
2136
2137         while (*p) {
2138                 parent = *p;
2139                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2140                 if (new->start < nd->start)
2141                         p = &(*p)->rb_left;
2142                 else if (new->end > nd->end)
2143                         p = &(*p)->rb_right;
2144                 else
2145                         BUG();
2146         }
2147         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2148         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2149         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2150                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2151 }
2152
2153 /* Find shared policy intersecting idx */
2154 struct mempolicy *
2155 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2156 {
2157         struct mempolicy *pol = NULL;
2158         struct sp_node *sn;
2159
2160         if (!sp->root.rb_node)
2161                 return NULL;
2162         mutex_lock(&sp->mutex);
2163         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2164         if (sn) {
2165                 mpol_get(sn->policy);
2166                 pol = sn->policy;
2167         }
2168         mutex_unlock(&sp->mutex);
2169         return pol;
2170 }
2171
2172 static void sp_free(struct sp_node *n)
2173 {
2174         mpol_put(n->policy);
2175         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2176 }
2177
2178 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2179 {
2180         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2181         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2182         sp_free(n);
2183 }
2184
2185 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2186                                 struct mempolicy *pol)
2187 {
2188         struct sp_node *n;
2189         struct mempolicy *newpol;
2190
2191         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2192         if (!n)
2193                 return NULL;
2194
2195         newpol = mpol_dup(pol);
2196         if (IS_ERR(newpol)) {
2197                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2198                 return NULL;
2199         }
2200         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2201
2202         n->start = start;
2203         n->end = end;
2204         n->policy = newpol;
2205
2206         return n;
2207 }
2208
2209 /* Replace a policy range. */
2210 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2211                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2212 {
2213         struct sp_node *n;
2214         int ret = 0;
2215
2216         mutex_lock(&sp->mutex);
2217         n = sp_lookup(sp, start, end);
2218         /* Take care of old policies in the same range. */
2219         while (n && n->start < end) {
2220                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2221                 if (n->start >= start) {
2222                         if (n->end <= end)
2223                                 sp_delete(sp, n);
2224                         else
2225                                 n->start = end;
2226                 } else {
2227                         /* Old policy spanning whole new range. */
2228                         if (n->end > end) {
2229                                 struct sp_node *new2;
2230                                 new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2231                                 if (!new2) {
2232                                         ret = -ENOMEM;
2233                                         goto out;
2234                                 }
2235                                 n->end = start;
2236                                 sp_insert(sp, new2);
2237                                 break;
2238                         } else
2239                                 n->end = start;
2240                 }
2241                 if (!next)
2242                         break;
2243                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2244         }
2245         if (new)
2246                 sp_insert(sp, new);
2247 out:
2248         mutex_unlock(&sp->mutex);
2249         return ret;
2250 }
2251
2252 /**
2253  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2254  * @sp: pointer to inode shared policy
2255  * @mpol:  struct mempolicy to install
2256  *
2257  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2258  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2259  * This must be released on exit.
2260  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2261  */
2262 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2263 {
2264         int ret;
2265
2266         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2267         mutex_init(&sp->mutex);
2268
2269         if (mpol) {
2270                 struct vm_area_struct pvma;
2271                 struct mempolicy *new;
2272                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2273
2274                 if (!scratch)
2275                         goto put_mpol;
2276                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2277                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2278                 if (IS_ERR(new))
2279                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2280
2281                 task_lock(current);
2282                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2283                 task_unlock(current);
2284                 if (ret)
2285                         goto put_new;
2286
2287                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2288                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2289                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2290                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2291
2292 put_new:
2293                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2294 free_scratch:
2295                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2296 put_mpol:
2297                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2298         }
2299 }
2300
2301 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2302                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2303 {
2304         int err;
2305         struct sp_node *new = NULL;
2306         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2307
2308         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2309                  vma->vm_pgoff,
2310                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2311                  npol ? npol->flags : -1,
2312                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2313
2314         if (npol) {
2315                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2316                 if (!new)
2317                         return -ENOMEM;
2318         }
2319         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2320         if (err && new)
2321                 sp_free(new);
2322         return err;
2323 }
2324
2325 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2326 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2327 {
2328         struct sp_node *n;
2329         struct rb_node *next;
2330
2331         if (!p->root.rb_node)
2332                 return;
2333         mutex_lock(&p->mutex);
2334         next = rb_first(&p->root);
2335         while (next) {
2336                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2337                 next = rb_next(&n->nd);
2338                 sp_delete(p, n);
2339         }
2340         mutex_unlock(&p->mutex);
2341 }
2342
2343 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2344 void __init numa_policy_init(void)
2345 {
2346         nodemask_t interleave_nodes;
2347         unsigned long largest = 0;
2348         int nid, prefer = 0;
2349
2350         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2351                                          sizeof(struct mempolicy),
2352                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2353
2354         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2355                                      sizeof(struct sp_node),
2356                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2357
2358         /*
2359          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2360          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2361          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2362          */
2363         nodes_clear(interleave_nodes);
2364         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2365                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2366
2367                 /* Preserve the largest node */
2368                 if (largest < total_pages) {
2369                         largest = total_pages;
2370                         prefer = nid;
2371                 }
2372
2373                 /* Interleave this node? */
2374                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2375                         node_set(nid, interleave_nodes);
2376         }
2377
2378         /* All too small, use the largest */
2379         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2380                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2381
2382         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2383                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2384 }
2385
2386 /* Reset policy of current process to default */
2387 void numa_default_policy(void)
2388 {
2389         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Parse and format mempolicy from/to strings
2394  */
2395
2396 /*
2397  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2398  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2399  */
2400 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2401 static const char * const policy_modes[] =
2402 {
2403         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2404         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2405         [MPOL_BIND]       = "bind",
2406         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2407         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2408 };
2409
2410
2411 #ifdef CONFIG_TMPFS
2412 /**
2413  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2414  * @str:  string containing mempolicy to parse
2415  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2416  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2417  *
2418  * Format of input:
2419  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2420  *
2421  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2422  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2423  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2424  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2425  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2426  * it again is redundant, but safe.
2427  *
2428  * On success, returns 0, else 1
2429  */
2430 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2431 {
2432         struct mempolicy *new = NULL;
2433         unsigned short mode;
2434         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2435         nodemask_t nodes;
2436         char *nodelist = strchr(str, ':');
2437         char *flags = strchr(str, '=');
2438         int err = 1;
2439
2440         if (nodelist) {
2441                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2442                 *nodelist++ = '\0';
2443                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2444                         goto out;
2445                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2446                         goto out;
2447         } else
2448                 nodes_clear(nodes);
2449
2450         if (flags)
2451                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2452
2453         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2454                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2455                         break;
2456                 }
2457         }
2458         if (mode > MPOL_LOCAL)
2459                 goto out;
2460
2461         switch (mode) {
2462         case MPOL_PREFERRED:
2463                 /*
2464                  * Insist on a nodelist of one node only
2465                  */
2466                 if (nodelist) {
2467                         char *rest = nodelist;
2468                         while (isdigit(*rest))
2469                                 rest++;
2470                         if (*rest)
2471                                 goto out;
2472                 }
2473                 break;
2474         case MPOL_INTERLEAVE:
2475                 /*
2476                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2477                  */
2478                 if (!nodelist)
2479                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2480                 break;
2481         case MPOL_LOCAL:
2482                 /*
2483                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2484                  */
2485                 if (nodelist)
2486                         goto out;
2487                 mode = MPOL_PREFERRED;
2488                 break;
2489         case MPOL_DEFAULT:
2490                 /*
2491                  * Insist on a empty nodelist
2492                  */
2493                 if (!nodelist)
2494                         err = 0;
2495                 goto out;
2496         case MPOL_BIND:
2497                 /*
2498                  * Insist on a nodelist
2499                  */
2500                 if (!nodelist)
2501                         goto out;
2502         }
2503
2504         mode_flags = 0;
2505         if (flags) {
2506                 /*
2507                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2508                  * mode flags.
2509                  */
2510                 if (!strcmp(flags, "static"))
2511                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2512                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2513                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2514                 else
2515                         goto out;
2516         }
2517
2518         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2519         if (IS_ERR(new))
2520                 goto out;
2521
2522         if (no_context) {
2523                 /* save for contextualization */
2524                 new->w.user_nodemask = nodes;
2525         } else {
2526                 int ret;
2527                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2528                 if (scratch) {
2529                         task_lock(current);
2530                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2531                         task_unlock(current);
2532                 } else
2533                         ret = -ENOMEM;
2534                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2535                 if (ret) {
2536                         mpol_put(new);
2537                         goto out;
2538                 }
2539         }
2540         err = 0;
2541
2542 out:
2543         /* Restore string for error message */
2544         if (nodelist)
2545                 *--nodelist = ':';
2546         if (flags)
2547                 *--flags = '=';
2548         if (!err)
2549                 *mpol = new;
2550         return err;
2551 }
2552 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2553
2554 /**
2555  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2556  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2557  * @maxlen:  length of @buffer
2558  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2559  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2560  *
2561  * Convert a mempolicy into a string.
2562  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2563  * or an error (negative)
2564  */
2565 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2566 {
2567         char *p = buffer;
2568         int l;
2569         nodemask_t nodes;
2570         unsigned short mode;
2571         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2572
2573         /*
2574          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2575          */
2576         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2577
2578         if (!pol || pol == &default_policy)
2579                 mode = MPOL_DEFAULT;
2580         else
2581                 mode = pol->mode;
2582
2583         switch (mode) {
2584         case MPOL_DEFAULT:
2585                 nodes_clear(nodes);
2586                 break;
2587
2588         case MPOL_PREFERRED:
2589                 nodes_clear(nodes);
2590                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2591                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2592                 else
2593                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2594                 break;
2595
2596         case MPOL_BIND:
2597                 /* Fall through */
2598         case MPOL_INTERLEAVE:
2599                 if (no_context)
2600                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2601                 else
2602                         nodes = pol->v.nodes;
2603                 break;
2604
2605         default:
2606                 return -EINVAL;
2607         }
2608
2609         l = strlen(policy_modes[mode]);
2610         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2611                 return -ENOSPC;
2612
2613         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2614         p += l;
2615
2616         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2617                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2618                         return -ENOSPC;
2619                 *p++ = '=';
2620
2621                 /*
2622                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2623                  */
2624                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2625                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2626                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2627                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2628         }
2629
2630         if (!nodes_empty(nodes)) {
2631                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2632                         return -ENOSPC;
2633                 *p++ = ':';
2634                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2635         }
2636         return p - buffer;
2637 }