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