add pid for mu509
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #include <linux/mempolicy.h>
69 #include <linux/mm.h>
70 #include <linux/highmem.h>
71 #include <linux/hugetlb.h>
72 #include <linux/kernel.h>
73 #include <linux/sched.h>
74 #include <linux/nodemask.h>
75 #include <linux/cpuset.h>
76 #include <linux/slab.h>
77 #include <linux/string.h>
78 #include <linux/module.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96
97 #include "internal.h"
98
99 /* Internal flags */
100 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
101 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
102
103 static struct kmem_cache *policy_cache;
104 static struct kmem_cache *sn_cache;
105
106 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
107    policied. */
108 enum zone_type policy_zone = 0;
109
110 /*
111  * run-time system-wide default policy => local allocation
112  */
113 struct mempolicy default_policy = {
114         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
115         .mode = MPOL_PREFERRED,
116         .flags = MPOL_F_LOCAL,
117 };
118
119 static const struct mempolicy_operations {
120         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
121         /*
122          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
123          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
124          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
125          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
126          * page.
127          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
128          * rebind directly.
129          *
130          * step:
131          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
132          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
133          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
134          */
135         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
136                         enum mpol_rebind_step step);
137 } mpol_ops[MPOL_MAX];
138
139 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
140 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
141 {
142         int nd, k;
143
144         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
145                 struct zone *z;
146
147                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
148                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
149                         if (z->present_pages > 0)
150                                 return 1;
151                 }
152         }
153
154         return 0;
155 }
156
157 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
158 {
159         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
160 }
161
162 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
163                                    const nodemask_t *rel)
164 {
165         nodemask_t tmp;
166         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
167         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
168 }
169
170 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
171 {
172         if (nodes_empty(*nodes))
173                 return -EINVAL;
174         pol->v.nodes = *nodes;
175         return 0;
176 }
177
178 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
179 {
180         if (!nodes)
181                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
182         else if (nodes_empty(*nodes))
183                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
184         else
185                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
186         return 0;
187 }
188
189 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
190 {
191         if (!is_valid_nodemask(nodes))
192                 return -EINVAL;
193         pol->v.nodes = *nodes;
194         return 0;
195 }
196
197 /*
198  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
199  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
200  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
201  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
202  *
203  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
204  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
205  */
206 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
207                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
208 {
209         int ret;
210
211         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
212         if (pol == NULL)
213                 return 0;
214         /* Check N_HIGH_MEMORY */
215         nodes_and(nsc->mask1,
216                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
217
218         VM_BUG_ON(!nodes);
219         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
220                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
221         else {
222                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
223                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
224                 else
225                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
226
227                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
228                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
229                 else
230                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
231                                                 cpuset_current_mems_allowed;
232         }
233
234         if (nodes)
235                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
236         else
237                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
238         return ret;
239 }
240
241 /*
242  * This function just creates a new policy, does some check and simple
243  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
244  */
245 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
246                                   nodemask_t *nodes)
247 {
248         struct mempolicy *policy;
249
250         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
251                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
252
253         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
254                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
255                         return ERR_PTR(-EINVAL);
256                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
257         }
258         VM_BUG_ON(!nodes);
259
260         /*
261          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
262          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
263          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
264          */
265         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
266                 if (nodes_empty(*nodes)) {
267                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
268                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
269                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
270                 }
271         } else if (nodes_empty(*nodes))
272                 return ERR_PTR(-EINVAL);
273         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
274         if (!policy)
275                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
276         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
277         policy->mode = mode;
278         policy->flags = flags;
279
280         return policy;
281 }
282
283 /* Slow path of a mpol destructor. */
284 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
285 {
286         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
287                 return;
288         kmem_cache_free(policy_cache, p);
289 }
290
291 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
292                                 enum mpol_rebind_step step)
293 {
294 }
295
296 /*
297  * step:
298  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
299  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
300  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
301  */
302 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
303                                  enum mpol_rebind_step step)
304 {
305         nodemask_t tmp;
306
307         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
308                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
309         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
310                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
311         else {
312                 /*
313                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
314                  * result
315                  */
316                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
317                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
318                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
319                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
320                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
321                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
322                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
323                 } else
324                         BUG();
325         }
326
327         if (nodes_empty(tmp))
328                 tmp = *nodes;
329
330         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
331                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
332         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
333                 pol->v.nodes = tmp;
334         else
335                 BUG();
336
337         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
338                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
339                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
340                         current->il_next = first_node(tmp);
341                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
342                         current->il_next = numa_node_id();
343         }
344 }
345
346 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
347                                   const nodemask_t *nodes,
348                                   enum mpol_rebind_step step)
349 {
350         nodemask_t tmp;
351
352         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
353                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
354
355                 if (node_isset(node, *nodes)) {
356                         pol->v.preferred_node = node;
357                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
358                 } else
359                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
360         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
361                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
362                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
363         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
364                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
365                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
366                                                    *nodes);
367                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
368         }
369 }
370
371 /*
372  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
373  *
374  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
375  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
376  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
377  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
378  * page.
379  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
380  * rebind directly.
381  *
382  * step:
383  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
384  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
385  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
386  */
387 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
388                                 enum mpol_rebind_step step)
389 {
390         if (!pol)
391                 return;
392         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == 0 &&
393             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
394                 return;
395
396         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
397                 return;
398
399         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
400                 BUG();
401
402         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
403                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
404         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
405                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
406         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
407                 BUG();
408
409         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
410 }
411
412 /*
413  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
414  * pointer, and updates task mempolicy.
415  *
416  * Called with task's alloc_lock held.
417  */
418
419 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
420                         enum mpol_rebind_step step)
421 {
422         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
423 }
424
425 /*
426  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
427  *
428  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
429  */
430
431 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
432 {
433         struct vm_area_struct *vma;
434
435         down_write(&mm->mmap_sem);
436         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
437                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
438         up_write(&mm->mmap_sem);
439 }
440
441 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
442         [MPOL_DEFAULT] = {
443                 .rebind = mpol_rebind_default,
444         },
445         [MPOL_INTERLEAVE] = {
446                 .create = mpol_new_interleave,
447                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
448         },
449         [MPOL_PREFERRED] = {
450                 .create = mpol_new_preferred,
451                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
452         },
453         [MPOL_BIND] = {
454                 .create = mpol_new_bind,
455                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
456         },
457 };
458
459 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
460                                 unsigned long flags);
461
462 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
463 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
464                 unsigned long addr, unsigned long end,
465                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
466                 void *private)
467 {
468         pte_t *orig_pte;
469         pte_t *pte;
470         spinlock_t *ptl;
471
472         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
473         do {
474                 struct page *page;
475                 int nid;
476
477                 if (!pte_present(*pte))
478                         continue;
479                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
480                 if (!page)
481                         continue;
482                 /*
483                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
484                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
485                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
486                  */
487                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
488                         continue;
489                 nid = page_to_nid(page);
490                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
491                         continue;
492
493                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
494                         migrate_page_add(page, private, flags);
495                 else
496                         break;
497         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
498         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
499         return addr != end;
500 }
501
502 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
503                 unsigned long addr, unsigned long end,
504                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
505                 void *private)
506 {
507         pmd_t *pmd;
508         unsigned long next;
509
510         pmd = pmd_offset(pud, addr);
511         do {
512                 next = pmd_addr_end(addr, end);
513                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
514                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
515                         continue;
516                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
517                                     flags, private))
518                         return -EIO;
519         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
520         return 0;
521 }
522
523 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
524                 unsigned long addr, unsigned long end,
525                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
526                 void *private)
527 {
528         pud_t *pud;
529         unsigned long next;
530
531         pud = pud_offset(pgd, addr);
532         do {
533                 next = pud_addr_end(addr, end);
534                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
535                         continue;
536                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
537                                     flags, private))
538                         return -EIO;
539         } while (pud++, addr = next, addr != end);
540         return 0;
541 }
542
543 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
544                 unsigned long addr, unsigned long end,
545                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
546                 void *private)
547 {
548         pgd_t *pgd;
549         unsigned long next;
550
551         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
552         do {
553                 next = pgd_addr_end(addr, end);
554                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
555                         continue;
556                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
557                                     flags, private))
558                         return -EIO;
559         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
560         return 0;
561 }
562
563 /*
564  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
565  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
566  * put them on the pagelist.
567  */
568 static struct vm_area_struct *
569 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
570                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
571 {
572         int err;
573         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
574
575
576         first = find_vma(mm, start);
577         if (!first)
578                 return ERR_PTR(-EFAULT);
579         prev = NULL;
580         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
581                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
582                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
583                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
584                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
585                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
586                 }
587                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
588                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
589                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
590                                 vma_migratable(vma)))) {
591                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
592
593                         if (endvma > end)
594                                 endvma = end;
595                         if (vma->vm_start > start)
596                                 start = vma->vm_start;
597                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
598                                                 flags, private);
599                         if (err) {
600                                 first = ERR_PTR(err);
601                                 break;
602                         }
603                 }
604                 prev = vma;
605         }
606         return first;
607 }
608
609 /*
610  * Apply policy to a single VMA
611  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
612  */
613 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
614                                                 struct mempolicy *pol)
615 {
616         int err;
617         struct mempolicy *old;
618         struct mempolicy *new;
619
620         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
621                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
622                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
623                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
624
625         new = mpol_dup(pol);
626         if (IS_ERR(new))
627                 return PTR_ERR(new);
628
629         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
630                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
631                 if (err)
632                         goto err_out;
633         }
634
635         old = vma->vm_policy;
636         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
637         mpol_put(old);
638
639         return 0;
640  err_out:
641         mpol_put(new);
642         return err;
643 }
644
645 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
646 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
647                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
648 {
649         struct vm_area_struct *next;
650         struct vm_area_struct *prev;
651         struct vm_area_struct *vma;
652         int err = 0;
653         pgoff_t pgoff;
654         unsigned long vmstart;
655         unsigned long vmend;
656
657         vma = find_vma_prev(mm, start, &prev);
658         if (!vma || vma->vm_start > start)
659                 return -EFAULT;
660
661         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
662                 next = vma->vm_next;
663                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
664                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
665
666                 pgoff = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
667                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
668                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, new_pol);
669                 if (prev) {
670                         vma = prev;
671                         next = vma->vm_next;
672                         continue;
673                 }
674                 if (vma->vm_start != vmstart) {
675                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
676                         if (err)
677                                 goto out;
678                 }
679                 if (vma->vm_end != vmend) {
680                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
681                         if (err)
682                                 goto out;
683                 }
684                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
685                 if (err)
686                         goto out;
687         }
688
689  out:
690         return err;
691 }
692
693 /*
694  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
695  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
696  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
697  *
698  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
699  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
700  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
701  *
702  * The above limitation is why this routine has the funny name
703  * mpol_fix_fork_child_flag().
704  *
705  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
706  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
707  * for use within this file.
708  */
709
710 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
711 {
712         if (p->mempolicy)
713                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
714         else
715                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
716 }
717
718 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
719 {
720         mpol_fix_fork_child_flag(current);
721 }
722
723 /* Set the process memory policy */
724 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
725                              nodemask_t *nodes)
726 {
727         struct mempolicy *new, *old;
728         struct mm_struct *mm = current->mm;
729         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
730         int ret;
731
732         if (!scratch)
733                 return -ENOMEM;
734
735         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
736         if (IS_ERR(new)) {
737                 ret = PTR_ERR(new);
738                 goto out;
739         }
740         /*
741          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
742          * is using it.
743          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
744          * with no 'mm'.
745          */
746         if (mm)
747                 down_write(&mm->mmap_sem);
748         task_lock(current);
749         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
750         if (ret) {
751                 task_unlock(current);
752                 if (mm)
753                         up_write(&mm->mmap_sem);
754                 mpol_put(new);
755                 goto out;
756         }
757         old = current->mempolicy;
758         current->mempolicy = new;
759         mpol_set_task_struct_flag();
760         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
761             nodes_weight(new->v.nodes))
762                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
763         task_unlock(current);
764         if (mm)
765                 up_write(&mm->mmap_sem);
766
767         mpol_put(old);
768         ret = 0;
769 out:
770         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
771         return ret;
772 }
773
774 /*
775  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
776  *
777  * Called with task's alloc_lock held
778  */
779 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
780 {
781         nodes_clear(*nodes);
782         if (p == &default_policy)
783                 return;
784
785         switch (p->mode) {
786         case MPOL_BIND:
787                 /* Fall through */
788         case MPOL_INTERLEAVE:
789                 *nodes = p->v.nodes;
790                 break;
791         case MPOL_PREFERRED:
792                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
793                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
794                 /* else return empty node mask for local allocation */
795                 break;
796         default:
797                 BUG();
798         }
799 }
800
801 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
802 {
803         struct page *p;
804         int err;
805
806         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
807         if (err >= 0) {
808                 err = page_to_nid(p);
809                 put_page(p);
810         }
811         return err;
812 }
813
814 /* Retrieve NUMA policy */
815 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
816                              unsigned long addr, unsigned long flags)
817 {
818         int err;
819         struct mm_struct *mm = current->mm;
820         struct vm_area_struct *vma = NULL;
821         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
822
823         if (flags &
824                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
825                 return -EINVAL;
826
827         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
828                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
829                         return -EINVAL;
830                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
831                 task_lock(current);
832                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
833                 task_unlock(current);
834                 return 0;
835         }
836
837         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
838                 /*
839                  * Do NOT fall back to task policy if the
840                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
841                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
842                  */
843                 down_read(&mm->mmap_sem);
844                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
845                 if (!vma) {
846                         up_read(&mm->mmap_sem);
847                         return -EFAULT;
848                 }
849                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
850                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
851                 else
852                         pol = vma->vm_policy;
853         } else if (addr)
854                 return -EINVAL;
855
856         if (!pol)
857                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
858
859         if (flags & MPOL_F_NODE) {
860                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
861                         err = lookup_node(mm, addr);
862                         if (err < 0)
863                                 goto out;
864                         *policy = err;
865                 } else if (pol == current->mempolicy &&
866                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
867                         *policy = current->il_next;
868                 } else {
869                         err = -EINVAL;
870                         goto out;
871                 }
872         } else {
873                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
874                                                 pol->mode;
875                 /*
876                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
877                  * the policy to userspace.
878                  */
879                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
880         }
881
882         if (vma) {
883                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
884                 vma = NULL;
885         }
886
887         err = 0;
888         if (nmask) {
889                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
890                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
891                 } else {
892                         task_lock(current);
893                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
894                         task_unlock(current);
895                 }
896         }
897
898  out:
899         mpol_cond_put(pol);
900         if (vma)
901                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
902         return err;
903 }
904
905 #ifdef CONFIG_MIGRATION
906 /*
907  * page migration
908  */
909 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
910                                 unsigned long flags)
911 {
912         /*
913          * Avoid migrating a page that is shared with others.
914          */
915         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
916                 if (!isolate_lru_page(page)) {
917                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
918                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
919                                             page_is_file_cache(page));
920                 }
921         }
922 }
923
924 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
925 {
926         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
927 }
928
929 /*
930  * Migrate pages from one node to a target node.
931  * Returns error or the number of pages not migrated.
932  */
933 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
934                            int flags)
935 {
936         nodemask_t nmask;
937         LIST_HEAD(pagelist);
938         int err = 0;
939         struct vm_area_struct *vma;
940
941         nodes_clear(nmask);
942         node_set(source, nmask);
943
944         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
945                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
946         if (IS_ERR(vma))
947                 return PTR_ERR(vma);
948
949         if (!list_empty(&pagelist)) {
950                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
951                                                         false, MIGRATE_SYNC);
952                 if (err)
953                         putback_lru_pages(&pagelist);
954         }
955
956         return err;
957 }
958
959 /*
960  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
961  * layout as much as possible.
962  *
963  * Returns the number of page that could not be moved.
964  */
965 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
966         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
967 {
968         int busy = 0;
969         int err;
970         nodemask_t tmp;
971
972         err = migrate_prep();
973         if (err)
974                 return err;
975
976         down_read(&mm->mmap_sem);
977
978         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
979         if (err)
980                 goto out;
981
982         /*
983          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
984          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
985          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
986          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
987          *
988          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
989          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
990          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
991          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
992          *
993          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
994          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
995          * (nothing left to migrate).
996          *
997          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
998          * if possible the dest node is not already occupied by some other
999          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1000          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1001          * before migrating outgoing memory source that same node.
1002          *
1003          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1004          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1005          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1006          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1007          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1008          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1009          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1010          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1011          */
1012
1013         tmp = *from_nodes;
1014         while (!nodes_empty(tmp)) {
1015                 int s,d;
1016                 int source = -1;
1017                 int dest = 0;
1018
1019                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1020                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
1021                         if (s == d)
1022                                 continue;
1023
1024                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1025                         dest = d;
1026
1027                         /* dest not in remaining from nodes? */
1028                         if (!node_isset(dest, tmp))
1029                                 break;
1030                 }
1031                 if (source == -1)
1032                         break;
1033
1034                 node_clear(source, tmp);
1035                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1036                 if (err > 0)
1037                         busy += err;
1038                 if (err < 0)
1039                         break;
1040         }
1041 out:
1042         up_read(&mm->mmap_sem);
1043         if (err < 0)
1044                 return err;
1045         return busy;
1046
1047 }
1048
1049 /*
1050  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1051  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1052  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1053  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1054  * is in virtual address order.
1055  */
1056 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1057 {
1058         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1059         unsigned long uninitialized_var(address);
1060
1061         while (vma) {
1062                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1063                 if (address != -EFAULT)
1064                         break;
1065                 vma = vma->vm_next;
1066         }
1067
1068         /*
1069          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1070          */
1071         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1072 }
1073 #else
1074
1075 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1076                                 unsigned long flags)
1077 {
1078 }
1079
1080 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
1081         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
1082 {
1083         return -ENOSYS;
1084 }
1085
1086 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1087 {
1088         return NULL;
1089 }
1090 #endif
1091
1092 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1093                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1094                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1095 {
1096         struct vm_area_struct *vma;
1097         struct mm_struct *mm = current->mm;
1098         struct mempolicy *new;
1099         unsigned long end;
1100         int err;
1101         LIST_HEAD(pagelist);
1102
1103         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1104                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1105                 return -EINVAL;
1106         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1107                 return -EPERM;
1108
1109         if (start & ~PAGE_MASK)
1110                 return -EINVAL;
1111
1112         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1113                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1114
1115         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1116         end = start + len;
1117
1118         if (end < start)
1119                 return -EINVAL;
1120         if (end == start)
1121                 return 0;
1122
1123         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1124         if (IS_ERR(new))
1125                 return PTR_ERR(new);
1126
1127         /*
1128          * If we are using the default policy then operation
1129          * on discontinuous address spaces is okay after all
1130          */
1131         if (!new)
1132                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1133
1134         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1135                  start, start + len, mode, mode_flags,
1136                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1137
1138         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1139
1140                 err = migrate_prep();
1141                 if (err)
1142                         goto mpol_out;
1143         }
1144         {
1145                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1146                 if (scratch) {
1147                         down_write(&mm->mmap_sem);
1148                         task_lock(current);
1149                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1150                         task_unlock(current);
1151                         if (err)
1152                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1153                 } else
1154                         err = -ENOMEM;
1155                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1156         }
1157         if (err)
1158                 goto mpol_out;
1159
1160         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1161                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1162
1163         err = PTR_ERR(vma);
1164         if (!IS_ERR(vma)) {
1165                 int nr_failed = 0;
1166
1167                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1168
1169                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1170                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1171                                                 (unsigned long)vma,
1172                                                 false, true);
1173                         if (nr_failed)
1174                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1175                 }
1176
1177                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1178                         err = -EIO;
1179         } else
1180                 putback_lru_pages(&pagelist);
1181
1182         up_write(&mm->mmap_sem);
1183  mpol_out:
1184         mpol_put(new);
1185         return err;
1186 }
1187
1188 /*
1189  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1190  */
1191
1192 /* Copy a node mask from user space. */
1193 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1194                      unsigned long maxnode)
1195 {
1196         unsigned long k;
1197         unsigned long nlongs;
1198         unsigned long endmask;
1199
1200         --maxnode;
1201         nodes_clear(*nodes);
1202         if (maxnode == 0 || !nmask)
1203                 return 0;
1204         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1205                 return -EINVAL;
1206
1207         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1208         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1209                 endmask = ~0UL;
1210         else
1211                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1212
1213         /* When the user specified more nodes than supported just check
1214            if the non supported part is all zero. */
1215         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1216                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1217                         return -EINVAL;
1218                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1219                         unsigned long t;
1220                         if (get_user(t, nmask + k))
1221                                 return -EFAULT;
1222                         if (k == nlongs - 1) {
1223                                 if (t & endmask)
1224                                         return -EINVAL;
1225                         } else if (t)
1226                                 return -EINVAL;
1227                 }
1228                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1229                 endmask = ~0UL;
1230         }
1231
1232         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1233                 return -EFAULT;
1234         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1235         return 0;
1236 }
1237
1238 /* Copy a kernel node mask to user space */
1239 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1240                               nodemask_t *nodes)
1241 {
1242         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1243         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1244
1245         if (copy > nbytes) {
1246                 if (copy > PAGE_SIZE)
1247                         return -EINVAL;
1248                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1249                         return -EFAULT;
1250                 copy = nbytes;
1251         }
1252         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1253 }
1254
1255 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1256                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1257                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1258 {
1259         nodemask_t nodes;
1260         int err;
1261         unsigned short mode_flags;
1262
1263         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1264         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1265         if (mode >= MPOL_MAX)
1266                 return -EINVAL;
1267         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1268             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1269                 return -EINVAL;
1270         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1271         if (err)
1272                 return err;
1273         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1274 }
1275
1276 /* Set the process memory policy */
1277 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1278                 unsigned long, maxnode)
1279 {
1280         int err;
1281         nodemask_t nodes;
1282         unsigned short flags;
1283
1284         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1285         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1286         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1287                 return -EINVAL;
1288         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1289                 return -EINVAL;
1290         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1291         if (err)
1292                 return err;
1293         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1294 }
1295
1296 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1297                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1298                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1299 {
1300         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1301         struct mm_struct *mm = NULL;
1302         struct task_struct *task;
1303         nodemask_t task_nodes;
1304         int err;
1305         nodemask_t *old;
1306         nodemask_t *new;
1307         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1308
1309         if (!scratch)
1310                 return -ENOMEM;
1311
1312         old = &scratch->mask1;
1313         new = &scratch->mask2;
1314
1315         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1316         if (err)
1317                 goto out;
1318
1319         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1320         if (err)
1321                 goto out;
1322
1323         /* Find the mm_struct */
1324         rcu_read_lock();
1325         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1326         if (!task) {
1327                 rcu_read_unlock();
1328                 err = -ESRCH;
1329                 goto out;
1330         }
1331         mm = get_task_mm(task);
1332         rcu_read_unlock();
1333
1334         err = -EINVAL;
1335         if (!mm)
1336                 goto out;
1337
1338         /*
1339          * Check if this process has the right to modify the specified
1340          * process. The right exists if the process has administrative
1341          * capabilities, superuser privileges or the same
1342          * userid as the target process.
1343          */
1344         rcu_read_lock();
1345         tcred = __task_cred(task);
1346         if (cred->euid != tcred->suid && cred->euid != tcred->uid &&
1347             cred->uid  != tcred->suid && cred->uid  != tcred->uid &&
1348             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1349                 rcu_read_unlock();
1350                 err = -EPERM;
1351                 goto out;
1352         }
1353         rcu_read_unlock();
1354
1355         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1356         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1357         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1358                 err = -EPERM;
1359                 goto out;
1360         }
1361
1362         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1363                 err = -EINVAL;
1364                 goto out;
1365         }
1366
1367         err = security_task_movememory(task);
1368         if (err)
1369                 goto out;
1370
1371         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1372                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1373 out:
1374         if (mm)
1375                 mmput(mm);
1376         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1377
1378         return err;
1379 }
1380
1381
1382 /* Retrieve NUMA policy */
1383 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1384                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1385                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1386 {
1387         int err;
1388         int uninitialized_var(pval);
1389         nodemask_t nodes;
1390
1391         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1392                 return -EINVAL;
1393
1394         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1395
1396         if (err)
1397                 return err;
1398
1399         if (policy && put_user(pval, policy))
1400                 return -EFAULT;
1401
1402         if (nmask)
1403                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1404
1405         return err;
1406 }
1407
1408 #ifdef CONFIG_COMPAT
1409
1410 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1411                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1412                                      compat_ulong_t maxnode,
1413                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1414 {
1415         long err;
1416         unsigned long __user *nm = NULL;
1417         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1418         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1419
1420         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1421         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1422
1423         if (nmask)
1424                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1425
1426         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1427
1428         if (!err && nmask) {
1429                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1430                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1431                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1432                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1433         }
1434
1435         return err;
1436 }
1437
1438 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1439                                      compat_ulong_t maxnode)
1440 {
1441         long err = 0;
1442         unsigned long __user *nm = NULL;
1443         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1444         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1445
1446         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1447         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1448
1449         if (nmask) {
1450                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1451                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1452                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1453         }
1454
1455         if (err)
1456                 return -EFAULT;
1457
1458         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1459 }
1460
1461 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1462                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1463                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1464 {
1465         long err = 0;
1466         unsigned long __user *nm = NULL;
1467         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1468         nodemask_t bm;
1469
1470         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1471         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1472
1473         if (nmask) {
1474                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1475                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1476                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1477         }
1478
1479         if (err)
1480                 return -EFAULT;
1481
1482         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1483 }
1484
1485 #endif
1486
1487 /*
1488  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1489  * @task - task for fallback if vma policy == default
1490  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1491  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1492  *
1493  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1494  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1495  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1496  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1497  * the caller.
1498  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1499  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1500  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1501  * extra reference for shared policies.
1502  */
1503 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1504                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1505 {
1506         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1507
1508         if (vma) {
1509                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1510                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1511                                                                         addr);
1512                         if (vpol)
1513                                 pol = vpol;
1514                 } else if (vma->vm_policy) {
1515                         pol = vma->vm_policy;
1516
1517                         /*
1518                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1519                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1520                          * count on these policies which will be dropped by
1521                          * mpol_cond_put() later
1522                          */
1523                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1524                                 mpol_get(pol);
1525                 }
1526         }
1527         if (!pol)
1528                 pol = &default_policy;
1529         return pol;
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1534  * page allocation
1535  */
1536 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1537 {
1538         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1539         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1540                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1541                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1542                 return &policy->v.nodes;
1543
1544         return NULL;
1545 }
1546
1547 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1548 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1549         int nd)
1550 {
1551         switch (policy->mode) {
1552         case MPOL_PREFERRED:
1553                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1554                         nd = policy->v.preferred_node;
1555                 break;
1556         case MPOL_BIND:
1557                 /*
1558                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1559                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1560                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1561                  * the first node in the mask instead.
1562                  */
1563                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1564                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1565                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1566                 break;
1567         default:
1568                 BUG();
1569         }
1570         return node_zonelist(nd, gfp);
1571 }
1572
1573 /* Do dynamic interleaving for a process */
1574 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1575 {
1576         unsigned nid, next;
1577         struct task_struct *me = current;
1578
1579         nid = me->il_next;
1580         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1581         if (next >= MAX_NUMNODES)
1582                 next = first_node(policy->v.nodes);
1583         if (next < MAX_NUMNODES)
1584                 me->il_next = next;
1585         return nid;
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1590  * next slab entry.
1591  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1592  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1593  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1594  * such protection.
1595  */
1596 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1597 {
1598         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1599                 return numa_node_id();
1600
1601         switch (policy->mode) {
1602         case MPOL_PREFERRED:
1603                 /*
1604                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1605                  */
1606                 return policy->v.preferred_node;
1607
1608         case MPOL_INTERLEAVE:
1609                 return interleave_nodes(policy);
1610
1611         case MPOL_BIND: {
1612                 /*
1613                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1614                  * first node.
1615                  */
1616                 struct zonelist *zonelist;
1617                 struct zone *zone;
1618                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1619                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1620                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1621                                                         &policy->v.nodes,
1622                                                         &zone);
1623                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1624         }
1625
1626         default:
1627                 BUG();
1628         }
1629 }
1630
1631 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1632 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1633                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1634 {
1635         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1636         unsigned target;
1637         int c;
1638         int nid = -1;
1639
1640         if (!nnodes)
1641                 return numa_node_id();
1642         target = (unsigned int)off % nnodes;
1643         c = 0;
1644         do {
1645                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1646                 c++;
1647         } while (c <= target);
1648         return nid;
1649 }
1650
1651 /* Determine a node number for interleave */
1652 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1653                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1654 {
1655         if (vma) {
1656                 unsigned long off;
1657
1658                 /*
1659                  * for small pages, there is no difference between
1660                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1661                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1662                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1663                  * a useful offset.
1664                  */
1665                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1666                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1667                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1668                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1669         } else
1670                 return interleave_nodes(pol);
1671 }
1672
1673 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1674 /*
1675  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1676  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1677  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1678  * @gfp_flags = for requested zone
1679  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1680  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1681  *
1682  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1683  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1684  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1685  * @nodemask for filtering the zonelist.
1686  *
1687  * Must be protected by get_mems_allowed()
1688  */
1689 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1690                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1691                                 nodemask_t **nodemask)
1692 {
1693         struct zonelist *zl;
1694
1695         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1696         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1697
1698         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1699                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1700                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1701         } else {
1702                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1703                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1704                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1705         }
1706         return zl;
1707 }
1708
1709 /*
1710  * init_nodemask_of_mempolicy
1711  *
1712  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1713  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1714  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1715  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1716  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1717  * of non-default mempolicy.
1718  *
1719  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1720  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1721  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1722  *
1723  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1724  */
1725 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1726 {
1727         struct mempolicy *mempolicy;
1728         int nid;
1729
1730         if (!(mask && current->mempolicy))
1731                 return false;
1732
1733         task_lock(current);
1734         mempolicy = current->mempolicy;
1735         switch (mempolicy->mode) {
1736         case MPOL_PREFERRED:
1737                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1738                         nid = numa_node_id();
1739                 else
1740                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1741                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1742                 break;
1743
1744         case MPOL_BIND:
1745                 /* Fall through */
1746         case MPOL_INTERLEAVE:
1747                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1748                 break;
1749
1750         default:
1751                 BUG();
1752         }
1753         task_unlock(current);
1754
1755         return true;
1756 }
1757 #endif
1758
1759 /*
1760  * mempolicy_nodemask_intersects
1761  *
1762  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1763  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1764  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1765  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1766  *
1767  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1768  */
1769 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1770                                         const nodemask_t *mask)
1771 {
1772         struct mempolicy *mempolicy;
1773         bool ret = true;
1774
1775         if (!mask)
1776                 return ret;
1777         task_lock(tsk);
1778         mempolicy = tsk->mempolicy;
1779         if (!mempolicy)
1780                 goto out;
1781
1782         switch (mempolicy->mode) {
1783         case MPOL_PREFERRED:
1784                 /*
1785                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1786                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1787                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1788                  * nodes in mask.
1789                  */
1790                 break;
1791         case MPOL_BIND:
1792         case MPOL_INTERLEAVE:
1793                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1794                 break;
1795         default:
1796                 BUG();
1797         }
1798 out:
1799         task_unlock(tsk);
1800         return ret;
1801 }
1802
1803 /* Allocate a page in interleaved policy.
1804    Own path because it needs to do special accounting. */
1805 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1806                                         unsigned nid)
1807 {
1808         struct zonelist *zl;
1809         struct page *page;
1810
1811         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1812         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1813         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1814                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1815         return page;
1816 }
1817
1818 /**
1819  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1820  *
1821  *      @gfp:
1822  *      %GFP_USER    user allocation.
1823  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1824  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1825  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1826  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1827  *
1828  *      @order:Order of the GFP allocation.
1829  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1830  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1831  *
1832  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1833  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1834  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1835  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1836  *      all allocations for pages that will be mapped into
1837  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1838  *
1839  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1840  */
1841 struct page *
1842 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1843                 unsigned long addr, int node)
1844 {
1845         struct mempolicy *pol;
1846         struct zonelist *zl;
1847         struct page *page;
1848         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1849
1850 retry_cpuset:
1851         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1852         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1853
1854         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1855                 unsigned nid;
1856
1857                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1858                 mpol_cond_put(pol);
1859                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1860                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1861                         goto retry_cpuset;
1862
1863                 return page;
1864         }
1865         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1866         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1867                 /*
1868                  * slow path: ref counted shared policy
1869                  */
1870                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1871                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1872                 __mpol_put(pol);
1873                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1874                         goto retry_cpuset;
1875                 return page;
1876         }
1877         /*
1878          * fast path:  default or task policy
1879          */
1880         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1881                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1882         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1883                 goto retry_cpuset;
1884         return page;
1885 }
1886
1887 /**
1888  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1889  *
1890  *      @gfp:
1891  *              %GFP_USER   user allocation,
1892  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1893  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1894  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1895  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1896  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1897  *
1898  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1899  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1900  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1901  *
1902  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1903  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1904  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1905  */
1906 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1907 {
1908         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1909         struct page *page;
1910         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1911
1912         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1913                 pol = &default_policy;
1914
1915 retry_cpuset:
1916         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1917
1918         /*
1919          * No reference counting needed for current->mempolicy
1920          * nor system default_policy
1921          */
1922         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1923                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1924         else
1925                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1926                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1927                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1928
1929         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1930                 goto retry_cpuset;
1931
1932         return page;
1933 }
1934 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1935
1936 /*
1937  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1938  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1939  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1940  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1941  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1942  *
1943  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1944  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1945  */
1946
1947 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
1948 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
1949 {
1950         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1951
1952         if (!new)
1953                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1954
1955         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
1956         if (old == current->mempolicy) {
1957                 task_lock(current);
1958                 *new = *old;
1959                 task_unlock(current);
1960         } else
1961                 *new = *old;
1962
1963         rcu_read_lock();
1964         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1965                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1966                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
1967                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
1968                 else
1969                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
1970         }
1971         rcu_read_unlock();
1972         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1973         return new;
1974 }
1975
1976 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1977 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1978 {
1979         if (!a || !b)
1980                 return 0;
1981         if (a->mode != b->mode)
1982                 return 0;
1983         if (a->flags != b->flags)
1984                 return 0;
1985         if (mpol_store_user_nodemask(a))
1986                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
1987                         return 0;
1988
1989         switch (a->mode) {
1990         case MPOL_BIND:
1991                 /* Fall through */
1992         case MPOL_INTERLEAVE:
1993                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1994         case MPOL_PREFERRED:
1995                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
1996         default:
1997                 BUG();
1998                 return 0;
1999         }
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Shared memory backing store policy support.
2004  *
2005  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2006  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2007  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2008  * for any accesses to the tree.
2009  */
2010
2011 /* lookup first element intersecting start-end */
2012 /* Caller holds sp->mutex */
2013 static struct sp_node *
2014 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2015 {
2016         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2017
2018         while (n) {
2019                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2020
2021                 if (start >= p->end)
2022                         n = n->rb_right;
2023                 else if (end <= p->start)
2024                         n = n->rb_left;
2025                 else
2026                         break;
2027         }
2028         if (!n)
2029                 return NULL;
2030         for (;;) {
2031                 struct sp_node *w = NULL;
2032                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2033                 if (!prev)
2034                         break;
2035                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2036                 if (w->end <= start)
2037                         break;
2038                 n = prev;
2039         }
2040         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2041 }
2042
2043 /* Insert a new shared policy into the list. */
2044 /* Caller holds sp->lock */
2045 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2046 {
2047         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2048         struct rb_node *parent = NULL;
2049         struct sp_node *nd;
2050
2051         while (*p) {
2052                 parent = *p;
2053                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2054                 if (new->start < nd->start)
2055                         p = &(*p)->rb_left;
2056                 else if (new->end > nd->end)
2057                         p = &(*p)->rb_right;
2058                 else
2059                         BUG();
2060         }
2061         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2062         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2063         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2064                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2065 }
2066
2067 /* Find shared policy intersecting idx */
2068 struct mempolicy *
2069 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2070 {
2071         struct mempolicy *pol = NULL;
2072         struct sp_node *sn;
2073
2074         if (!sp->root.rb_node)
2075                 return NULL;
2076         mutex_lock(&sp->mutex);
2077         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2078         if (sn) {
2079                 mpol_get(sn->policy);
2080                 pol = sn->policy;
2081         }
2082         mutex_unlock(&sp->mutex);
2083         return pol;
2084 }
2085
2086 static void sp_free(struct sp_node *n)
2087 {
2088         mpol_put(n->policy);
2089         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2090 }
2091
2092 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2093 {
2094         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2095         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2096         sp_free(n);
2097 }
2098
2099 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2100                                 struct mempolicy *pol)
2101 {
2102         struct sp_node *n;
2103         struct mempolicy *newpol;
2104
2105         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2106         if (!n)
2107                 return NULL;
2108
2109         newpol = mpol_dup(pol);
2110         if (IS_ERR(newpol)) {
2111                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2112                 return NULL;
2113         }
2114         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2115
2116         n->start = start;
2117         n->end = end;
2118         n->policy = newpol;
2119
2120         return n;
2121 }
2122
2123 /* Replace a policy range. */
2124 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2125                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2126 {
2127         struct sp_node *n;
2128         int ret = 0;
2129
2130         mutex_lock(&sp->mutex);
2131         n = sp_lookup(sp, start, end);
2132         /* Take care of old policies in the same range. */
2133         while (n && n->start < end) {
2134                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2135                 if (n->start >= start) {
2136                         if (n->end <= end)
2137                                 sp_delete(sp, n);
2138                         else
2139                                 n->start = end;
2140                 } else {
2141                         /* Old policy spanning whole new range. */
2142                         if (n->end > end) {
2143                                 struct sp_node *new2;
2144                                 new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2145                                 if (!new2) {
2146                                         ret = -ENOMEM;
2147                                         goto out;
2148                                 }
2149                                 n->end = start;
2150                                 sp_insert(sp, new2);
2151                                 break;
2152                         } else
2153                                 n->end = start;
2154                 }
2155                 if (!next)
2156                         break;
2157                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2158         }
2159         if (new)
2160                 sp_insert(sp, new);
2161 out:
2162         mutex_unlock(&sp->mutex);
2163         return ret;
2164 }
2165
2166 /**
2167  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2168  * @sp: pointer to inode shared policy
2169  * @mpol:  struct mempolicy to install
2170  *
2171  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2172  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2173  * This must be released on exit.
2174  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2175  */
2176 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2177 {
2178         int ret;
2179
2180         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2181         mutex_init(&sp->mutex);
2182
2183         if (mpol) {
2184                 struct vm_area_struct pvma;
2185                 struct mempolicy *new;
2186                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2187
2188                 if (!scratch)
2189                         goto put_mpol;
2190                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2191                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2192                 if (IS_ERR(new))
2193                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2194
2195                 task_lock(current);
2196                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2197                 task_unlock(current);
2198                 if (ret)
2199                         goto put_new;
2200
2201                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2202                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2203                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2204                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2205
2206 put_new:
2207                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2208 free_scratch:
2209                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2210 put_mpol:
2211                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2212         }
2213 }
2214
2215 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2216                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2217 {
2218         int err;
2219         struct sp_node *new = NULL;
2220         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2221
2222         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2223                  vma->vm_pgoff,
2224                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2225                  npol ? npol->flags : -1,
2226                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2227
2228         if (npol) {
2229                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2230                 if (!new)
2231                         return -ENOMEM;
2232         }
2233         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2234         if (err && new)
2235                 sp_free(new);
2236         return err;
2237 }
2238
2239 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2240 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2241 {
2242         struct sp_node *n;
2243         struct rb_node *next;
2244
2245         if (!p->root.rb_node)
2246                 return;
2247         mutex_lock(&p->mutex);
2248         next = rb_first(&p->root);
2249         while (next) {
2250                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2251                 next = rb_next(&n->nd);
2252                 sp_delete(p, n);
2253         }
2254         mutex_unlock(&p->mutex);
2255 }
2256
2257 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2258 void __init numa_policy_init(void)
2259 {
2260         nodemask_t interleave_nodes;
2261         unsigned long largest = 0;
2262         int nid, prefer = 0;
2263
2264         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2265                                          sizeof(struct mempolicy),
2266                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2267
2268         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2269                                      sizeof(struct sp_node),
2270                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2271
2272         /*
2273          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2274          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2275          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2276          */
2277         nodes_clear(interleave_nodes);
2278         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2279                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2280
2281                 /* Preserve the largest node */
2282                 if (largest < total_pages) {
2283                         largest = total_pages;
2284                         prefer = nid;
2285                 }
2286
2287                 /* Interleave this node? */
2288                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2289                         node_set(nid, interleave_nodes);
2290         }
2291
2292         /* All too small, use the largest */
2293         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2294                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2295
2296         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2297                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2298 }
2299
2300 /* Reset policy of current process to default */
2301 void numa_default_policy(void)
2302 {
2303         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Parse and format mempolicy from/to strings
2308  */
2309
2310 /*
2311  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2312  */
2313 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2314 static const char * const policy_modes[] =
2315 {
2316         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2317         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2318         [MPOL_BIND]       = "bind",
2319         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2320         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2321 };
2322
2323
2324 #ifdef CONFIG_TMPFS
2325 /**
2326  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2327  * @str:  string containing mempolicy to parse
2328  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2329  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2330  *
2331  * Format of input:
2332  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2333  *
2334  * On success, returns 0, else 1
2335  */
2336 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int unused)
2337 {
2338         struct mempolicy *new = NULL;
2339         unsigned short mode;
2340         unsigned short mode_flags;
2341         nodemask_t nodes;
2342         char *nodelist = strchr(str, ':');
2343         char *flags = strchr(str, '=');
2344         int err = 1;
2345
2346         if (nodelist) {
2347                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2348                 *nodelist++ = '\0';
2349                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2350                         goto out;
2351                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2352                         goto out;
2353         } else
2354                 nodes_clear(nodes);
2355
2356         if (flags)
2357                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2358
2359         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2360                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2361                         break;
2362                 }
2363         }
2364         if (mode > MPOL_LOCAL)
2365                 goto out;
2366
2367         switch (mode) {
2368         case MPOL_PREFERRED:
2369                 /*
2370                  * Insist on a nodelist of one node only
2371                  */
2372                 if (nodelist) {
2373                         char *rest = nodelist;
2374                         while (isdigit(*rest))
2375                                 rest++;
2376                         if (*rest)
2377                                 goto out;
2378                 }
2379                 break;
2380         case MPOL_INTERLEAVE:
2381                 /*
2382                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2383                  */
2384                 if (!nodelist)
2385                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2386                 break;
2387         case MPOL_LOCAL:
2388                 /*
2389                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2390                  */
2391                 if (nodelist)
2392                         goto out;
2393                 mode = MPOL_PREFERRED;
2394                 break;
2395         case MPOL_DEFAULT:
2396                 /*
2397                  * Insist on a empty nodelist
2398                  */
2399                 if (!nodelist)
2400                         err = 0;
2401                 goto out;
2402         case MPOL_BIND:
2403                 /*
2404                  * Insist on a nodelist
2405                  */
2406                 if (!nodelist)
2407                         goto out;
2408         }
2409
2410         mode_flags = 0;
2411         if (flags) {
2412                 /*
2413                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2414                  * mode flags.
2415                  */
2416                 if (!strcmp(flags, "static"))
2417                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2418                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2419                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2420                 else
2421                         goto out;
2422         }
2423
2424         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2425         if (IS_ERR(new))
2426                 goto out;
2427
2428         /*
2429          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2430          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2431          */
2432         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2433                 new->v.nodes = nodes;
2434         else if (nodelist)
2435                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2436         else
2437                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2438
2439         /*
2440          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2441          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2442          */
2443         new->w.user_nodemask = nodes;
2444
2445         err = 0;
2446
2447 out:
2448         /* Restore string for error message */
2449         if (nodelist)
2450                 *--nodelist = ':';
2451         if (flags)
2452                 *--flags = '=';
2453         if (!err)
2454                 *mpol = new;
2455         return err;
2456 }
2457 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2458
2459 /**
2460  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2461  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2462  * @maxlen:  length of @buffer
2463  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2464  * @unused:  redundant argument, to be removed later.
2465  *
2466  * Convert a mempolicy into a string.
2467  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2468  * or an error (negative)
2469  */
2470 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int unused)
2471 {
2472         char *p = buffer;
2473         int l;
2474         nodemask_t nodes;
2475         unsigned short mode;
2476         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2477
2478         /*
2479          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2480          */
2481         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2482
2483         if (!pol || pol == &default_policy)
2484                 mode = MPOL_DEFAULT;
2485         else
2486                 mode = pol->mode;
2487
2488         switch (mode) {
2489         case MPOL_DEFAULT:
2490                 nodes_clear(nodes);
2491                 break;
2492
2493         case MPOL_PREFERRED:
2494                 nodes_clear(nodes);
2495                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2496                         mode = MPOL_LOCAL;
2497                 else
2498                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2499                 break;
2500
2501         case MPOL_BIND:
2502                 /* Fall through */
2503         case MPOL_INTERLEAVE:
2504                 nodes = pol->v.nodes;
2505                 break;
2506
2507         default:
2508                 return -EINVAL;
2509         }
2510
2511         l = strlen(policy_modes[mode]);
2512         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2513                 return -ENOSPC;
2514
2515         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2516         p += l;
2517
2518         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2519                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2520                         return -ENOSPC;
2521                 *p++ = '=';
2522
2523                 /*
2524                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2525                  */
2526                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2527                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2528                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2529                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2530         }
2531
2532         if (!nodes_empty(nodes)) {
2533                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2534                         return -ENOSPC;
2535                 *p++ = ':';
2536                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2537         }
2538         return p - buffer;
2539 }