b2f12ecc1b346902a5a756e0d74f3abbe15f9763
[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/export.h>
79 #include <linux/nsproxy.h>
80 #include <linux/interrupt.h>
81 #include <linux/init.h>
82 #include <linux/compat.h>
83 #include <linux/swap.h>
84 #include <linux/seq_file.h>
85 #include <linux/proc_fs.h>
86 #include <linux/migrate.h>
87 #include <linux/ksm.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91 #include <linux/ctype.h>
92 #include <linux/mm_inline.h>
93
94 #include <asm/tlbflush.h>
95 #include <asm/uaccess.h>
96 #include <linux/random.h>
97
98 #include "internal.h"
99
100 /* Internal flags */
101 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
102 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
103
104 static struct kmem_cache *policy_cache;
105 static struct kmem_cache *sn_cache;
106
107 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
108    policied. */
109 enum zone_type policy_zone = 0;
110
111 /*
112  * run-time system-wide default policy => local allocation
113  */
114 static struct mempolicy default_policy = {
115         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
116         .mode = MPOL_PREFERRED,
117         .flags = MPOL_F_LOCAL,
118 };
119
120 static const struct mempolicy_operations {
121         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
122         /*
123          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
124          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
125          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
126          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
127          * page.
128          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
129          * rebind directly.
130          *
131          * step:
132          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
133          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
134          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
135          */
136         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
137                         enum mpol_rebind_step step);
138 } mpol_ops[MPOL_MAX];
139
140 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
141 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
142 {
143         int nd, k;
144
145         for_each_node_mask(nd, *nodemask) {
146                 struct zone *z;
147
148                 for (k = 0; k <= policy_zone; k++) {
149                         z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
150                         if (z->present_pages > 0)
151                                 return 1;
152                 }
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
159 {
160         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
161 }
162
163 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
164                                    const nodemask_t *rel)
165 {
166         nodemask_t tmp;
167         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
168         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
169 }
170
171 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
172 {
173         if (nodes_empty(*nodes))
174                 return -EINVAL;
175         pol->v.nodes = *nodes;
176         return 0;
177 }
178
179 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
180 {
181         if (!nodes)
182                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
183         else if (nodes_empty(*nodes))
184                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
185         else
186                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
187         return 0;
188 }
189
190 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
191 {
192         if (!is_valid_nodemask(nodes))
193                 return -EINVAL;
194         pol->v.nodes = *nodes;
195         return 0;
196 }
197
198 /*
199  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
200  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
201  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
202  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
203  *
204  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
205  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
206  */
207 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
208                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
209 {
210         int ret;
211
212         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
213         if (pol == NULL)
214                 return 0;
215         /* Check N_HIGH_MEMORY */
216         nodes_and(nsc->mask1,
217                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]);
218
219         VM_BUG_ON(!nodes);
220         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
221                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
222         else {
223                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
224                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
225                 else
226                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
227
228                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
229                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
230                 else
231                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
232                                                 cpuset_current_mems_allowed;
233         }
234
235         if (nodes)
236                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
237         else
238                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
239         return ret;
240 }
241
242 /*
243  * This function just creates a new policy, does some check and simple
244  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
245  */
246 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
247                                   nodemask_t *nodes)
248 {
249         struct mempolicy *policy;
250
251         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
252                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
253
254         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
255                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
256                         return ERR_PTR(-EINVAL);
257                 return NULL;    /* simply delete any existing policy */
258         }
259         VM_BUG_ON(!nodes);
260
261         /*
262          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
263          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
264          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
265          */
266         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
267                 if (nodes_empty(*nodes)) {
268                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
269                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
270                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 }
272         } else if (nodes_empty(*nodes))
273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
274         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
275         if (!policy)
276                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
277         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
278         policy->mode = mode;
279         policy->flags = flags;
280
281         return policy;
282 }
283
284 /* Slow path of a mpol destructor. */
285 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
286 {
287         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
288                 return;
289         kmem_cache_free(policy_cache, p);
290 }
291
292 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
293                                 enum mpol_rebind_step step)
294 {
295 }
296
297 /*
298  * step:
299  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
300  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
301  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
302  */
303 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
304                                  enum mpol_rebind_step step)
305 {
306         nodemask_t tmp;
307
308         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
309                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
310         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
311                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
312         else {
313                 /*
314                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
315                  * result
316                  */
317                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
318                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
319                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
320                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
321                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
322                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
323                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
324                 } else
325                         BUG();
326         }
327
328         if (nodes_empty(tmp))
329                 tmp = *nodes;
330
331         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
332                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
333         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
334                 pol->v.nodes = tmp;
335         else
336                 BUG();
337
338         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
339                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
340                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
341                         current->il_next = first_node(tmp);
342                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
343                         current->il_next = numa_node_id();
344         }
345 }
346
347 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
348                                   const nodemask_t *nodes,
349                                   enum mpol_rebind_step step)
350 {
351         nodemask_t tmp;
352
353         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
354                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
355
356                 if (node_isset(node, *nodes)) {
357                         pol->v.preferred_node = node;
358                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
359                 } else
360                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
361         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
364         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
365                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
366                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
367                                                    *nodes);
368                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
369         }
370 }
371
372 /*
373  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
374  *
375  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
376  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
377  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
378  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
379  * page.
380  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
381  * rebind directly.
382  *
383  * step:
384  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
385  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
386  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
389                                 enum mpol_rebind_step step)
390 {
391         if (!pol)
392                 return;
393         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == MPOL_REBIND_ONCE &&
394             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
395                 return;
396
397         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
398                 return;
399
400         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
401                 BUG();
402
403         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
404                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
405         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
406                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
407         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
408                 BUG();
409
410         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
411 }
412
413 /*
414  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
415  * pointer, and updates task mempolicy.
416  *
417  * Called with task's alloc_lock held.
418  */
419
420 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
421                         enum mpol_rebind_step step)
422 {
423         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
424 }
425
426 /*
427  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
428  *
429  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
430  */
431
432 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
433 {
434         struct vm_area_struct *vma;
435
436         down_write(&mm->mmap_sem);
437         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
438                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
439         up_write(&mm->mmap_sem);
440 }
441
442 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
443         [MPOL_DEFAULT] = {
444                 .rebind = mpol_rebind_default,
445         },
446         [MPOL_INTERLEAVE] = {
447                 .create = mpol_new_interleave,
448                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
449         },
450         [MPOL_PREFERRED] = {
451                 .create = mpol_new_preferred,
452                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
453         },
454         [MPOL_BIND] = {
455                 .create = mpol_new_bind,
456                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
457         },
458 };
459
460 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
461                                 unsigned long flags);
462
463 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
464 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
465                 unsigned long addr, unsigned long end,
466                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
467                 void *private)
468 {
469         pte_t *orig_pte;
470         pte_t *pte;
471         spinlock_t *ptl;
472
473         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
474         do {
475                 struct page *page;
476                 int nid;
477
478                 if (!pte_present(*pte))
479                         continue;
480                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
481                 if (!page)
482                         continue;
483                 /*
484                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
485                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
486                  * And we cannot move PageKsm pages sensibly or safely yet.
487                  */
488                 if (PageReserved(page) || PageKsm(page))
489                         continue;
490                 nid = page_to_nid(page);
491                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
492                         continue;
493
494                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
495                         migrate_page_add(page, private, flags);
496                 else
497                         break;
498         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
499         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
500         return addr != end;
501 }
502
503 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
504                 unsigned long addr, unsigned long end,
505                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
506                 void *private)
507 {
508         pmd_t *pmd;
509         unsigned long next;
510
511         pmd = pmd_offset(pud, addr);
512         do {
513                 next = pmd_addr_end(addr, end);
514                 split_huge_page_pmd(vma->vm_mm, pmd);
515                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
516                         continue;
517                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
518                                     flags, private))
519                         return -EIO;
520         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
521         return 0;
522 }
523
524 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
525                 unsigned long addr, unsigned long end,
526                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
527                 void *private)
528 {
529         pud_t *pud;
530         unsigned long next;
531
532         pud = pud_offset(pgd, addr);
533         do {
534                 next = pud_addr_end(addr, end);
535                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
536                         continue;
537                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
538                                     flags, private))
539                         return -EIO;
540         } while (pud++, addr = next, addr != end);
541         return 0;
542 }
543
544 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
545                 unsigned long addr, unsigned long end,
546                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
547                 void *private)
548 {
549         pgd_t *pgd;
550         unsigned long next;
551
552         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
553         do {
554                 next = pgd_addr_end(addr, end);
555                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
556                         continue;
557                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
558                                     flags, private))
559                         return -EIO;
560         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
566  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
567  * put them on the pagelist.
568  */
569 static struct vm_area_struct *
570 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
571                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
572 {
573         int err;
574         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
575
576
577         first = find_vma(mm, start);
578         if (!first)
579                 return ERR_PTR(-EFAULT);
580         prev = NULL;
581         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
582                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
583                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
584                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
585                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
586                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
587                 }
588                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
589                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
590                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
591                                 vma_migratable(vma)))) {
592                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
593
594                         if (endvma > end)
595                                 endvma = end;
596                         if (vma->vm_start > start)
597                                 start = vma->vm_start;
598                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
599                                                 flags, private);
600                         if (err) {
601                                 first = ERR_PTR(err);
602                                 break;
603                         }
604                 }
605                 prev = vma;
606         }
607         return first;
608 }
609
610 /*
611  * Apply policy to a single VMA
612  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
613  */
614 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
615                                                 struct mempolicy *pol)
616 {
617         int err;
618         struct mempolicy *old;
619         struct mempolicy *new;
620
621         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
622                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
623                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
624                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
625
626         new = mpol_dup(pol);
627         if (IS_ERR(new))
628                 return PTR_ERR(new);
629
630         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
631                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
632                 if (err)
633                         goto err_out;
634         }
635
636         old = vma->vm_policy;
637         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
638         mpol_put(old);
639
640         return 0;
641  err_out:
642         mpol_put(new);
643         return err;
644 }
645
646 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
647 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
648                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
649 {
650         struct vm_area_struct *next;
651         struct vm_area_struct *prev;
652         struct vm_area_struct *vma;
653         int err = 0;
654         pgoff_t pgoff;
655         unsigned long vmstart;
656         unsigned long vmend;
657
658         vma = find_vma(mm, start);
659         if (!vma || vma->vm_start > start)
660                 return -EFAULT;
661
662         prev = vma->vm_prev;
663         if (start > vma->vm_start)
664                 prev = vma;
665
666         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
667                 next = vma->vm_next;
668                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
669                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
670
671                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
672                         continue;
673
674                 pgoff = vma->vm_pgoff +
675                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
676                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
677                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
678                                   new_pol);
679                 if (prev) {
680                         vma = prev;
681                         next = vma->vm_next;
682                         continue;
683                 }
684                 if (vma->vm_start != vmstart) {
685                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
686                         if (err)
687                                 goto out;
688                 }
689                 if (vma->vm_end != vmend) {
690                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
691                         if (err)
692                                 goto out;
693                 }
694                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
695                 if (err)
696                         goto out;
697         }
698
699  out:
700         return err;
701 }
702
703 /*
704  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
705  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
706  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
707  *
708  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
709  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
710  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
711  *
712  * The above limitation is why this routine has the funny name
713  * mpol_fix_fork_child_flag().
714  *
715  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
716  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
717  * for use within this file.
718  */
719
720 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
721 {
722         if (p->mempolicy)
723                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
724         else
725                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
726 }
727
728 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
729 {
730         mpol_fix_fork_child_flag(current);
731 }
732
733 /* Set the process memory policy */
734 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
735                              nodemask_t *nodes)
736 {
737         struct mempolicy *new, *old;
738         struct mm_struct *mm = current->mm;
739         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
740         int ret;
741
742         if (!scratch)
743                 return -ENOMEM;
744
745         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
746         if (IS_ERR(new)) {
747                 ret = PTR_ERR(new);
748                 goto out;
749         }
750         /*
751          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
752          * is using it.
753          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
754          * with no 'mm'.
755          */
756         if (mm)
757                 down_write(&mm->mmap_sem);
758         task_lock(current);
759         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
760         if (ret) {
761                 task_unlock(current);
762                 if (mm)
763                         up_write(&mm->mmap_sem);
764                 mpol_put(new);
765                 goto out;
766         }
767         old = current->mempolicy;
768         current->mempolicy = new;
769         mpol_set_task_struct_flag();
770         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
771             nodes_weight(new->v.nodes))
772                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
773         task_unlock(current);
774         if (mm)
775                 up_write(&mm->mmap_sem);
776
777         mpol_put(old);
778         ret = 0;
779 out:
780         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
781         return ret;
782 }
783
784 /*
785  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
786  *
787  * Called with task's alloc_lock held
788  */
789 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
790 {
791         nodes_clear(*nodes);
792         if (p == &default_policy)
793                 return;
794
795         switch (p->mode) {
796         case MPOL_BIND:
797                 /* Fall through */
798         case MPOL_INTERLEAVE:
799                 *nodes = p->v.nodes;
800                 break;
801         case MPOL_PREFERRED:
802                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
803                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
804                 /* else return empty node mask for local allocation */
805                 break;
806         default:
807                 BUG();
808         }
809 }
810
811 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
812 {
813         struct page *p;
814         int err;
815
816         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
817         if (err >= 0) {
818                 err = page_to_nid(p);
819                 put_page(p);
820         }
821         return err;
822 }
823
824 /* Retrieve NUMA policy */
825 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
826                              unsigned long addr, unsigned long flags)
827 {
828         int err;
829         struct mm_struct *mm = current->mm;
830         struct vm_area_struct *vma = NULL;
831         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
832
833         if (flags &
834                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
835                 return -EINVAL;
836
837         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
838                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
839                         return -EINVAL;
840                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
841                 task_lock(current);
842                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
843                 task_unlock(current);
844                 return 0;
845         }
846
847         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
848                 /*
849                  * Do NOT fall back to task policy if the
850                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
851                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
852                  */
853                 down_read(&mm->mmap_sem);
854                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
855                 if (!vma) {
856                         up_read(&mm->mmap_sem);
857                         return -EFAULT;
858                 }
859                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
860                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
861                 else
862                         pol = vma->vm_policy;
863         } else if (addr)
864                 return -EINVAL;
865
866         if (!pol)
867                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
868
869         if (flags & MPOL_F_NODE) {
870                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
871                         err = lookup_node(mm, addr);
872                         if (err < 0)
873                                 goto out;
874                         *policy = err;
875                 } else if (pol == current->mempolicy &&
876                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
877                         *policy = current->il_next;
878                 } else {
879                         err = -EINVAL;
880                         goto out;
881                 }
882         } else {
883                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
884                                                 pol->mode;
885                 /*
886                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
887                  * the policy to userspace.
888                  */
889                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
890         }
891
892         if (vma) {
893                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
894                 vma = NULL;
895         }
896
897         err = 0;
898         if (nmask) {
899                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
900                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
901                 } else {
902                         task_lock(current);
903                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
904                         task_unlock(current);
905                 }
906         }
907
908  out:
909         mpol_cond_put(pol);
910         if (vma)
911                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
912         return err;
913 }
914
915 #ifdef CONFIG_MIGRATION
916 /*
917  * page migration
918  */
919 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
920                                 unsigned long flags)
921 {
922         /*
923          * Avoid migrating a page that is shared with others.
924          */
925         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
926                 if (!isolate_lru_page(page)) {
927                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
928                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
929                                             page_is_file_cache(page));
930                 }
931         }
932 }
933
934 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
935 {
936         return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
937 }
938
939 /*
940  * Migrate pages from one node to a target node.
941  * Returns error or the number of pages not migrated.
942  */
943 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
944                            int flags)
945 {
946         nodemask_t nmask;
947         LIST_HEAD(pagelist);
948         int err = 0;
949         struct vm_area_struct *vma;
950
951         nodes_clear(nmask);
952         node_set(source, nmask);
953
954         vma = check_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
955                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
956         if (IS_ERR(vma))
957                 return PTR_ERR(vma);
958
959         if (!list_empty(&pagelist)) {
960                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
961                                                         false, MIGRATE_SYNC);
962                 if (err)
963                         putback_lru_pages(&pagelist);
964         }
965
966         return err;
967 }
968
969 /*
970  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
971  * layout as much as possible.
972  *
973  * Returns the number of page that could not be moved.
974  */
975 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
976                      const nodemask_t *to, int flags)
977 {
978         int busy = 0;
979         int err;
980         nodemask_t tmp;
981
982         err = migrate_prep();
983         if (err)
984                 return err;
985
986         down_read(&mm->mmap_sem);
987
988         err = migrate_vmas(mm, from, to, flags);
989         if (err)
990                 goto out;
991
992         /*
993          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
994          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
995          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
996          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
997          *
998          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
999          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1000          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1001          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1002          *
1003          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1004          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1005          * (nothing left to migrate).
1006          *
1007          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1008          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1009          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1010          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1011          * before migrating outgoing memory source that same node.
1012          *
1013          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1014          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1015          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1016          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1017          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1018          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1019          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1020          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1021          */
1022
1023         tmp = *from;
1024         while (!nodes_empty(tmp)) {
1025                 int s,d;
1026                 int source = -1;
1027                 int dest = 0;
1028
1029                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1030
1031                         /*
1032                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1033                          * node relationship of the pages established between
1034                          * threads and memory areas.
1035                          *
1036                          * However if the number of source nodes is not equal to
1037                          * the number of destination nodes we can not preserve
1038                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1039                          * copying memory from a node that is in the destination
1040                          * mask.
1041                          *
1042                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1043                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1044                          */
1045
1046                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1047                                                 (node_isset(s, *to)))
1048                                 continue;
1049
1050                         d = node_remap(s, *from, *to);
1051                         if (s == d)
1052                                 continue;
1053
1054                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1055                         dest = d;
1056
1057                         /* dest not in remaining from nodes? */
1058                         if (!node_isset(dest, tmp))
1059                                 break;
1060                 }
1061                 if (source == -1)
1062                         break;
1063
1064                 node_clear(source, tmp);
1065                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1066                 if (err > 0)
1067                         busy += err;
1068                 if (err < 0)
1069                         break;
1070         }
1071 out:
1072         up_read(&mm->mmap_sem);
1073         if (err < 0)
1074                 return err;
1075         return busy;
1076
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1081  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1082  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1083  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1084  * is in virtual address order.
1085  */
1086 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1087 {
1088         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1089         unsigned long uninitialized_var(address);
1090
1091         while (vma) {
1092                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1093                 if (address != -EFAULT)
1094                         break;
1095                 vma = vma->vm_next;
1096         }
1097
1098         /*
1099          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1100          */
1101         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1102 }
1103 #else
1104
1105 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1106                                 unsigned long flags)
1107 {
1108 }
1109
1110 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1111                      const nodemask_t *to, int flags)
1112 {
1113         return -ENOSYS;
1114 }
1115
1116 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1117 {
1118         return NULL;
1119 }
1120 #endif
1121
1122 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1123                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1124                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1125 {
1126         struct vm_area_struct *vma;
1127         struct mm_struct *mm = current->mm;
1128         struct mempolicy *new;
1129         unsigned long end;
1130         int err;
1131         LIST_HEAD(pagelist);
1132
1133         if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
1134                                      MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1135                 return -EINVAL;
1136         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1137                 return -EPERM;
1138
1139         if (start & ~PAGE_MASK)
1140                 return -EINVAL;
1141
1142         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1143                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1144
1145         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1146         end = start + len;
1147
1148         if (end < start)
1149                 return -EINVAL;
1150         if (end == start)
1151                 return 0;
1152
1153         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1154         if (IS_ERR(new))
1155                 return PTR_ERR(new);
1156
1157         /*
1158          * If we are using the default policy then operation
1159          * on discontinuous address spaces is okay after all
1160          */
1161         if (!new)
1162                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1163
1164         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1165                  start, start + len, mode, mode_flags,
1166                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
1167
1168         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1169
1170                 err = migrate_prep();
1171                 if (err)
1172                         goto mpol_out;
1173         }
1174         {
1175                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1176                 if (scratch) {
1177                         down_write(&mm->mmap_sem);
1178                         task_lock(current);
1179                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1180                         task_unlock(current);
1181                         if (err)
1182                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1183                 } else
1184                         err = -ENOMEM;
1185                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1186         }
1187         if (err)
1188                 goto mpol_out;
1189
1190         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
1191                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1192
1193         err = PTR_ERR(vma);
1194         if (!IS_ERR(vma)) {
1195                 int nr_failed = 0;
1196
1197                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1198
1199                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1200                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1201                                                 (unsigned long)vma,
1202                                                 false, MIGRATE_SYNC);
1203                         if (nr_failed)
1204                                 putback_lru_pages(&pagelist);
1205                 }
1206
1207                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1208                         err = -EIO;
1209         } else
1210                 putback_lru_pages(&pagelist);
1211
1212         up_write(&mm->mmap_sem);
1213  mpol_out:
1214         mpol_put(new);
1215         return err;
1216 }
1217
1218 /*
1219  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1220  */
1221
1222 /* Copy a node mask from user space. */
1223 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1224                      unsigned long maxnode)
1225 {
1226         unsigned long k;
1227         unsigned long nlongs;
1228         unsigned long endmask;
1229
1230         --maxnode;
1231         nodes_clear(*nodes);
1232         if (maxnode == 0 || !nmask)
1233                 return 0;
1234         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1235                 return -EINVAL;
1236
1237         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1238         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1239                 endmask = ~0UL;
1240         else
1241                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1242
1243         /* When the user specified more nodes than supported just check
1244            if the non supported part is all zero. */
1245         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1246                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1247                         return -EINVAL;
1248                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1249                         unsigned long t;
1250                         if (get_user(t, nmask + k))
1251                                 return -EFAULT;
1252                         if (k == nlongs - 1) {
1253                                 if (t & endmask)
1254                                         return -EINVAL;
1255                         } else if (t)
1256                                 return -EINVAL;
1257                 }
1258                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1259                 endmask = ~0UL;
1260         }
1261
1262         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1263                 return -EFAULT;
1264         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1265         return 0;
1266 }
1267
1268 /* Copy a kernel node mask to user space */
1269 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1270                               nodemask_t *nodes)
1271 {
1272         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1273         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1274
1275         if (copy > nbytes) {
1276                 if (copy > PAGE_SIZE)
1277                         return -EINVAL;
1278                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1279                         return -EFAULT;
1280                 copy = nbytes;
1281         }
1282         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1283 }
1284
1285 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1286                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1287                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1288 {
1289         nodemask_t nodes;
1290         int err;
1291         unsigned short mode_flags;
1292
1293         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1294         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1295         if (mode >= MPOL_MAX)
1296                 return -EINVAL;
1297         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1298             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1299                 return -EINVAL;
1300         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1301         if (err)
1302                 return err;
1303         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1304 }
1305
1306 /* Set the process memory policy */
1307 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1308                 unsigned long, maxnode)
1309 {
1310         int err;
1311         nodemask_t nodes;
1312         unsigned short flags;
1313
1314         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1315         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1316         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1317                 return -EINVAL;
1318         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1319                 return -EINVAL;
1320         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1321         if (err)
1322                 return err;
1323         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1324 }
1325
1326 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1327                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1328                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1329 {
1330         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1331         struct mm_struct *mm = NULL;
1332         struct task_struct *task;
1333         nodemask_t task_nodes;
1334         int err;
1335         nodemask_t *old;
1336         nodemask_t *new;
1337         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1338
1339         if (!scratch)
1340                 return -ENOMEM;
1341
1342         old = &scratch->mask1;
1343         new = &scratch->mask2;
1344
1345         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1346         if (err)
1347                 goto out;
1348
1349         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1350         if (err)
1351                 goto out;
1352
1353         /* Find the mm_struct */
1354         rcu_read_lock();
1355         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1356         if (!task) {
1357                 rcu_read_unlock();
1358                 err = -ESRCH;
1359                 goto out;
1360         }
1361         get_task_struct(task);
1362
1363         err = -EINVAL;
1364
1365         /*
1366          * Check if this process has the right to modify the specified
1367          * process. The right exists if the process has administrative
1368          * capabilities, superuser privileges or the same
1369          * userid as the target process.
1370          */
1371         tcred = __task_cred(task);
1372         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1373             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1374             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1375                 rcu_read_unlock();
1376                 err = -EPERM;
1377                 goto out_put;
1378         }
1379         rcu_read_unlock();
1380
1381         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1382         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1383         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1384                 err = -EPERM;
1385                 goto out_put;
1386         }
1387
1388         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
1389                 err = -EINVAL;
1390                 goto out_put;
1391         }
1392
1393         err = security_task_movememory(task);
1394         if (err)
1395                 goto out_put;
1396
1397         mm = get_task_mm(task);
1398         put_task_struct(task);
1399
1400         if (!mm) {
1401                 err = -EINVAL;
1402                 goto out;
1403         }
1404
1405         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1406                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1407
1408         mmput(mm);
1409 out:
1410         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1411
1412         return err;
1413
1414 out_put:
1415         put_task_struct(task);
1416         goto out;
1417
1418 }
1419
1420
1421 /* Retrieve NUMA policy */
1422 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1423                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1424                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1425 {
1426         int err;
1427         int uninitialized_var(pval);
1428         nodemask_t nodes;
1429
1430         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1431                 return -EINVAL;
1432
1433         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1434
1435         if (err)
1436                 return err;
1437
1438         if (policy && put_user(pval, policy))
1439                 return -EFAULT;
1440
1441         if (nmask)
1442                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1443
1444         return err;
1445 }
1446
1447 #ifdef CONFIG_COMPAT
1448
1449 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1450                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1451                                      compat_ulong_t maxnode,
1452                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1453 {
1454         long err;
1455         unsigned long __user *nm = NULL;
1456         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1457         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1458
1459         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1460         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1461
1462         if (nmask)
1463                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1464
1465         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1466
1467         if (!err && nmask) {
1468                 unsigned long copy_size;
1469                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1470                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1471                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1472                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1473                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1474         }
1475
1476         return err;
1477 }
1478
1479 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1480                                      compat_ulong_t maxnode)
1481 {
1482         long err = 0;
1483         unsigned long __user *nm = NULL;
1484         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1485         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1486
1487         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1488         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1489
1490         if (nmask) {
1491                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1492                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1493                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1494         }
1495
1496         if (err)
1497                 return -EFAULT;
1498
1499         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1500 }
1501
1502 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1503                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1504                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1505 {
1506         long err = 0;
1507         unsigned long __user *nm = NULL;
1508         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1509         nodemask_t bm;
1510
1511         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1512         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1513
1514         if (nmask) {
1515                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1516                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1517                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1518         }
1519
1520         if (err)
1521                 return -EFAULT;
1522
1523         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1524 }
1525
1526 #endif
1527
1528 /*
1529  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1530  * @task - task for fallback if vma policy == default
1531  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1532  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1533  *
1534  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1535  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1536  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies
1537  * are protected by the task's mmap_sem, which must be held for read by
1538  * the caller.
1539  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1540  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1541  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1542  * extra reference for shared policies.
1543  */
1544 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1545                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1546 {
1547         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1548
1549         if (vma) {
1550                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1551                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1552                                                                         addr);
1553                         if (vpol)
1554                                 pol = vpol;
1555                 } else if (vma->vm_policy)
1556                         pol = vma->vm_policy;
1557         }
1558         if (!pol)
1559                 pol = &default_policy;
1560         return pol;
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1565  * page allocation
1566  */
1567 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1568 {
1569         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1570         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1571                         gfp_zone(gfp) >= policy_zone &&
1572                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1573                 return &policy->v.nodes;
1574
1575         return NULL;
1576 }
1577
1578 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1579 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1580         int nd)
1581 {
1582         switch (policy->mode) {
1583         case MPOL_PREFERRED:
1584                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1585                         nd = policy->v.preferred_node;
1586                 break;
1587         case MPOL_BIND:
1588                 /*
1589                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1590                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1591                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1592                  * the first node in the mask instead.
1593                  */
1594                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1595                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1596                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1597                 break;
1598         default:
1599                 BUG();
1600         }
1601         return node_zonelist(nd, gfp);
1602 }
1603
1604 /* Do dynamic interleaving for a process */
1605 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1606 {
1607         unsigned nid, next;
1608         struct task_struct *me = current;
1609
1610         nid = me->il_next;
1611         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1612         if (next >= MAX_NUMNODES)
1613                 next = first_node(policy->v.nodes);
1614         if (next < MAX_NUMNODES)
1615                 me->il_next = next;
1616         return nid;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1621  * next slab entry.
1622  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1623  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1624  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1625  * such protection.
1626  */
1627 unsigned slab_node(void)
1628 {
1629         struct mempolicy *policy;
1630
1631         if (in_interrupt())
1632                 return numa_node_id();
1633
1634         policy = current->mempolicy;
1635         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1636                 return numa_node_id();
1637
1638         switch (policy->mode) {
1639         case MPOL_PREFERRED:
1640                 /*
1641                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1642                  */
1643                 return policy->v.preferred_node;
1644
1645         case MPOL_INTERLEAVE:
1646                 return interleave_nodes(policy);
1647
1648         case MPOL_BIND: {
1649                 /*
1650                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1651                  * first node.
1652                  */
1653                 struct zonelist *zonelist;
1654                 struct zone *zone;
1655                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1656                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1657                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1658                                                         &policy->v.nodes,
1659                                                         &zone);
1660                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1661         }
1662
1663         default:
1664                 BUG();
1665         }
1666 }
1667
1668 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1669 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1670                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1671 {
1672         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1673         unsigned target;
1674         int c;
1675         int nid = -1;
1676
1677         if (!nnodes)
1678                 return numa_node_id();
1679         target = (unsigned int)off % nnodes;
1680         c = 0;
1681         do {
1682                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1683                 c++;
1684         } while (c <= target);
1685         return nid;
1686 }
1687
1688 /* Determine a node number for interleave */
1689 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1690                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1691 {
1692         if (vma) {
1693                 unsigned long off;
1694
1695                 /*
1696                  * for small pages, there is no difference between
1697                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1698                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1699                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1700                  * a useful offset.
1701                  */
1702                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1703                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1704                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1705                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1706         } else
1707                 return interleave_nodes(pol);
1708 }
1709
1710 /*
1711  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1712  * (returns -1 if nodemask is empty)
1713  */
1714 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1715 {
1716         int w, bit = -1;
1717
1718         w = nodes_weight(*maskp);
1719         if (w)
1720                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1721                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1722         return bit;
1723 }
1724
1725 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1726 /*
1727  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1728  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1729  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1730  * @gfp_flags = for requested zone
1731  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1732  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1733  *
1734  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1735  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1736  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1737  * @nodemask for filtering the zonelist.
1738  *
1739  * Must be protected by get_mems_allowed()
1740  */
1741 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1742                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1743                                 nodemask_t **nodemask)
1744 {
1745         struct zonelist *zl;
1746
1747         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1748         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1749
1750         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1751                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1752                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1753         } else {
1754                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1755                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1756                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1757         }
1758         return zl;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * init_nodemask_of_mempolicy
1763  *
1764  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1765  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1766  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1767  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1768  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1769  * of non-default mempolicy.
1770  *
1771  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1772  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1773  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1774  *
1775  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1776  */
1777 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1778 {
1779         struct mempolicy *mempolicy;
1780         int nid;
1781
1782         if (!(mask && current->mempolicy))
1783                 return false;
1784
1785         task_lock(current);
1786         mempolicy = current->mempolicy;
1787         switch (mempolicy->mode) {
1788         case MPOL_PREFERRED:
1789                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1790                         nid = numa_node_id();
1791                 else
1792                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1793                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1794                 break;
1795
1796         case MPOL_BIND:
1797                 /* Fall through */
1798         case MPOL_INTERLEAVE:
1799                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1800                 break;
1801
1802         default:
1803                 BUG();
1804         }
1805         task_unlock(current);
1806
1807         return true;
1808 }
1809 #endif
1810
1811 /*
1812  * mempolicy_nodemask_intersects
1813  *
1814  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1815  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1816  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1817  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1818  *
1819  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1820  */
1821 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1822                                         const nodemask_t *mask)
1823 {
1824         struct mempolicy *mempolicy;
1825         bool ret = true;
1826
1827         if (!mask)
1828                 return ret;
1829         task_lock(tsk);
1830         mempolicy = tsk->mempolicy;
1831         if (!mempolicy)
1832                 goto out;
1833
1834         switch (mempolicy->mode) {
1835         case MPOL_PREFERRED:
1836                 /*
1837                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1838                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1839                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1840                  * nodes in mask.
1841                  */
1842                 break;
1843         case MPOL_BIND:
1844         case MPOL_INTERLEAVE:
1845                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1846                 break;
1847         default:
1848                 BUG();
1849         }
1850 out:
1851         task_unlock(tsk);
1852         return ret;
1853 }
1854
1855 /* Allocate a page in interleaved policy.
1856    Own path because it needs to do special accounting. */
1857 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1858                                         unsigned nid)
1859 {
1860         struct zonelist *zl;
1861         struct page *page;
1862
1863         zl = node_zonelist(nid, gfp);
1864         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1865         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
1866                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1867         return page;
1868 }
1869
1870 /**
1871  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1872  *
1873  *      @gfp:
1874  *      %GFP_USER    user allocation.
1875  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1876  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1877  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1878  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1879  *
1880  *      @order:Order of the GFP allocation.
1881  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1882  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1883  *
1884  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1885  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1886  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1887  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1888  *      all allocations for pages that will be mapped into
1889  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1890  *
1891  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1892  */
1893 struct page *
1894 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1895                 unsigned long addr, int node)
1896 {
1897         struct mempolicy *pol;
1898         struct zonelist *zl;
1899         struct page *page;
1900         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1901
1902 retry_cpuset:
1903         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1904         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1905
1906         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1907                 unsigned nid;
1908
1909                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
1910                 mpol_cond_put(pol);
1911                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
1912                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1913                         goto retry_cpuset;
1914
1915                 return page;
1916         }
1917         zl = policy_zonelist(gfp, pol, node);
1918         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol))) {
1919                 /*
1920                  * slow path: ref counted shared policy
1921                  */
1922                 struct page *page =  __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1923                                                 zl, policy_nodemask(gfp, pol));
1924                 __mpol_put(pol);
1925                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1926                         goto retry_cpuset;
1927                 return page;
1928         }
1929         /*
1930          * fast path:  default or task policy
1931          */
1932         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, zl,
1933                                       policy_nodemask(gfp, pol));
1934         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1935                 goto retry_cpuset;
1936         return page;
1937 }
1938
1939 /**
1940  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1941  *
1942  *      @gfp:
1943  *              %GFP_USER   user allocation,
1944  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1945  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1946  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1947  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1948  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1949  *
1950  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1951  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1952  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1953  *
1954  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1955  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1956  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1957  */
1958 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1959 {
1960         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1961         struct page *page;
1962         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1963
1964         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1965                 pol = &default_policy;
1966
1967 retry_cpuset:
1968         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1969
1970         /*
1971          * No reference counting needed for current->mempolicy
1972          * nor system default_policy
1973          */
1974         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
1975                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1976         else
1977                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
1978                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
1979                                 policy_nodemask(gfp, pol));
1980
1981         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
1982                 goto retry_cpuset;
1983
1984         return page;
1985 }
1986 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1987
1988 /*
1989  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1990  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1991  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1992  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1993  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1994  *
1995  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
1996  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
1997  */
1998
1999 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2000 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2001 {
2002         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2003
2004         if (!new)
2005                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2006
2007         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2008         if (old == current->mempolicy) {
2009                 task_lock(current);
2010                 *new = *old;
2011                 task_unlock(current);
2012         } else
2013                 *new = *old;
2014
2015         rcu_read_lock();
2016         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2017                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2018                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2019                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2020                 else
2021                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2022         }
2023         rcu_read_unlock();
2024         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2025         return new;
2026 }
2027
2028 /*
2029  * If *frompol needs [has] an extra ref, copy *frompol to *tompol ,
2030  * eliminate the * MPOL_F_* flags that require conditional ref and
2031  * [NOTE!!!] drop the extra ref.  Not safe to reference *frompol directly
2032  * after return.  Use the returned value.
2033  *
2034  * Allows use of a mempolicy for, e.g., multiple allocations with a single
2035  * policy lookup, even if the policy needs/has extra ref on lookup.
2036  * shmem_readahead needs this.
2037  */
2038 struct mempolicy *__mpol_cond_copy(struct mempolicy *tompol,
2039                                                 struct mempolicy *frompol)
2040 {
2041         if (!mpol_needs_cond_ref(frompol))
2042                 return frompol;
2043
2044         *tompol = *frompol;
2045         tompol->flags &= ~MPOL_F_SHARED;        /* copy doesn't need unref */
2046         __mpol_put(frompol);
2047         return tompol;
2048 }
2049
2050 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2051 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2052 {
2053         if (!a || !b)
2054                 return false;
2055         if (a->mode != b->mode)
2056                 return false;
2057         if (a->flags != b->flags)
2058                 return false;
2059         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2060                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2061                         return false;
2062
2063         switch (a->mode) {
2064         case MPOL_BIND:
2065                 /* Fall through */
2066         case MPOL_INTERLEAVE:
2067                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2068         case MPOL_PREFERRED:
2069                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2070         default:
2071                 BUG();
2072                 return false;
2073         }
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Shared memory backing store policy support.
2078  *
2079  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2080  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2081  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2082  * for any accesses to the tree.
2083  */
2084
2085 /* lookup first element intersecting start-end */
2086 /* Caller holds sp->mutex */
2087 static struct sp_node *
2088 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2089 {
2090         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2091
2092         while (n) {
2093                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2094
2095                 if (start >= p->end)
2096                         n = n->rb_right;
2097                 else if (end <= p->start)
2098                         n = n->rb_left;
2099                 else
2100                         break;
2101         }
2102         if (!n)
2103                 return NULL;
2104         for (;;) {
2105                 struct sp_node *w = NULL;
2106                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2107                 if (!prev)
2108                         break;
2109                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2110                 if (w->end <= start)
2111                         break;
2112                 n = prev;
2113         }
2114         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2115 }
2116
2117 /* Insert a new shared policy into the list. */
2118 /* Caller holds sp->lock */
2119 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2120 {
2121         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2122         struct rb_node *parent = NULL;
2123         struct sp_node *nd;
2124
2125         while (*p) {
2126                 parent = *p;
2127                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2128                 if (new->start < nd->start)
2129                         p = &(*p)->rb_left;
2130                 else if (new->end > nd->end)
2131                         p = &(*p)->rb_right;
2132                 else
2133                         BUG();
2134         }
2135         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2136         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2137         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2138                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2139 }
2140
2141 /* Find shared policy intersecting idx */
2142 struct mempolicy *
2143 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2144 {
2145         struct mempolicy *pol = NULL;
2146         struct sp_node *sn;
2147
2148         if (!sp->root.rb_node)
2149                 return NULL;
2150         mutex_lock(&sp->mutex);
2151         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2152         if (sn) {
2153                 mpol_get(sn->policy);
2154                 pol = sn->policy;
2155         }
2156         mutex_unlock(&sp->mutex);
2157         return pol;
2158 }
2159
2160 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2161 {
2162         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2163         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2164         mpol_put(n->policy);
2165         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2166 }
2167
2168 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2169                                 struct mempolicy *pol)
2170 {
2171         struct sp_node *n;
2172         struct mempolicy *newpol;
2173
2174         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2175         if (!n)
2176                 return NULL;
2177
2178         newpol = mpol_dup(pol);
2179         if (IS_ERR(newpol)) {
2180                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2181                 return NULL;
2182         }
2183         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2184
2185         n->start = start;
2186         n->end = end;
2187         n->policy = newpol;
2188
2189         return n;
2190 }
2191
2192 /* Replace a policy range. */
2193 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2194                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2195 {
2196         struct sp_node *n;
2197         int ret = 0;
2198
2199         mutex_lock(&sp->mutex);
2200         n = sp_lookup(sp, start, end);
2201         /* Take care of old policies in the same range. */
2202         while (n && n->start < end) {
2203                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2204                 if (n->start >= start) {
2205                         if (n->end <= end)
2206                                 sp_delete(sp, n);
2207                         else
2208                                 n->start = end;
2209                 } else {
2210                         /* Old policy spanning whole new range. */
2211                         if (n->end > end) {
2212                                 struct sp_node *new2;
2213                                 new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
2214                                 if (!new2) {
2215                                         ret = -ENOMEM;
2216                                         goto out;
2217                                 }
2218                                 n->end = start;
2219                                 sp_insert(sp, new2);
2220                                 break;
2221                         } else
2222                                 n->end = start;
2223                 }
2224                 if (!next)
2225                         break;
2226                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2227         }
2228         if (new)
2229                 sp_insert(sp, new);
2230 out:
2231         mutex_unlock(&sp->mutex);
2232         return ret;
2233 }
2234
2235 /**
2236  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2237  * @sp: pointer to inode shared policy
2238  * @mpol:  struct mempolicy to install
2239  *
2240  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2241  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2242  * This must be released on exit.
2243  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2244  */
2245 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2246 {
2247         int ret;
2248
2249         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2250         mutex_init(&sp->mutex);
2251
2252         if (mpol) {
2253                 struct vm_area_struct pvma;
2254                 struct mempolicy *new;
2255                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2256
2257                 if (!scratch)
2258                         goto put_mpol;
2259                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2260                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2261                 if (IS_ERR(new))
2262                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2263
2264                 task_lock(current);
2265                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2266                 task_unlock(current);
2267                 if (ret)
2268                         goto put_new;
2269
2270                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2271                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2272                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2273                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2274
2275 put_new:
2276                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2277 free_scratch:
2278                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2279 put_mpol:
2280                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2281         }
2282 }
2283
2284 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2285                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2286 {
2287         int err;
2288         struct sp_node *new = NULL;
2289         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2290
2291         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2292                  vma->vm_pgoff,
2293                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2294                  npol ? npol->flags : -1,
2295                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
2296
2297         if (npol) {
2298                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2299                 if (!new)
2300                         return -ENOMEM;
2301         }
2302         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2303         if (err && new)
2304                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
2305         return err;
2306 }
2307
2308 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2309 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2310 {
2311         struct sp_node *n;
2312         struct rb_node *next;
2313
2314         if (!p->root.rb_node)
2315                 return;
2316         mutex_lock(&p->mutex);
2317         next = rb_first(&p->root);
2318         while (next) {
2319                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2320                 next = rb_next(&n->nd);
2321                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
2322                 mpol_put(n->policy);
2323                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2324         }
2325         mutex_unlock(&p->mutex);
2326 }
2327
2328 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2329 void __init numa_policy_init(void)
2330 {
2331         nodemask_t interleave_nodes;
2332         unsigned long largest = 0;
2333         int nid, prefer = 0;
2334
2335         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2336                                          sizeof(struct mempolicy),
2337                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2338
2339         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2340                                      sizeof(struct sp_node),
2341                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2342
2343         /*
2344          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2345          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2346          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2347          */
2348         nodes_clear(interleave_nodes);
2349         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
2350                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2351
2352                 /* Preserve the largest node */
2353                 if (largest < total_pages) {
2354                         largest = total_pages;
2355                         prefer = nid;
2356                 }
2357
2358                 /* Interleave this node? */
2359                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2360                         node_set(nid, interleave_nodes);
2361         }
2362
2363         /* All too small, use the largest */
2364         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2365                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2366
2367         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2368                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2369 }
2370
2371 /* Reset policy of current process to default */
2372 void numa_default_policy(void)
2373 {
2374         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Parse and format mempolicy from/to strings
2379  */
2380
2381 /*
2382  * "local" is pseudo-policy:  MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag
2383  * Used only for mpol_parse_str() and mpol_to_str()
2384  */
2385 #define MPOL_LOCAL MPOL_MAX
2386 static const char * const policy_modes[] =
2387 {
2388         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2389         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2390         [MPOL_BIND]       = "bind",
2391         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2392         [MPOL_LOCAL]      = "local"
2393 };
2394
2395
2396 #ifdef CONFIG_TMPFS
2397 /**
2398  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy
2399  * @str:  string containing mempolicy to parse
2400  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2401  * @no_context:  flag whether to "contextualize" the mempolicy
2402  *
2403  * Format of input:
2404  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2405  *
2406  * if @no_context is true, save the input nodemask in w.user_nodemask in
2407  * the returned mempolicy.  This will be used to "clone" the mempolicy in
2408  * a specific context [cpuset] at a later time.  Used to parse tmpfs mpol
2409  * mount option.  Note that if 'static' or 'relative' mode flags were
2410  * specified, the input nodemask will already have been saved.  Saving
2411  * it again is redundant, but safe.
2412  *
2413  * On success, returns 0, else 1
2414  */
2415 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol, int no_context)
2416 {
2417         struct mempolicy *new = NULL;
2418         unsigned short mode;
2419         unsigned short uninitialized_var(mode_flags);
2420         nodemask_t nodes;
2421         char *nodelist = strchr(str, ':');
2422         char *flags = strchr(str, '=');
2423         int err = 1;
2424
2425         if (nodelist) {
2426                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2427                 *nodelist++ = '\0';
2428                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2429                         goto out;
2430                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2431                         goto out;
2432         } else
2433                 nodes_clear(nodes);
2434
2435         if (flags)
2436                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2437
2438         for (mode = 0; mode <= MPOL_LOCAL; mode++) {
2439                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2440                         break;
2441                 }
2442         }
2443         if (mode > MPOL_LOCAL)
2444                 goto out;
2445
2446         switch (mode) {
2447         case MPOL_PREFERRED:
2448                 /*
2449                  * Insist on a nodelist of one node only
2450                  */
2451                 if (nodelist) {
2452                         char *rest = nodelist;
2453                         while (isdigit(*rest))
2454                                 rest++;
2455                         if (*rest)
2456                                 goto out;
2457                 }
2458                 break;
2459         case MPOL_INTERLEAVE:
2460                 /*
2461                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2462                  */
2463                 if (!nodelist)
2464                         nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2465                 break;
2466         case MPOL_LOCAL:
2467                 /*
2468                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2469                  */
2470                 if (nodelist)
2471                         goto out;
2472                 mode = MPOL_PREFERRED;
2473                 break;
2474         case MPOL_DEFAULT:
2475                 /*
2476                  * Insist on a empty nodelist
2477                  */
2478                 if (!nodelist)
2479                         err = 0;
2480                 goto out;
2481         case MPOL_BIND:
2482                 /*
2483                  * Insist on a nodelist
2484                  */
2485                 if (!nodelist)
2486                         goto out;
2487         }
2488
2489         mode_flags = 0;
2490         if (flags) {
2491                 /*
2492                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2493                  * mode flags.
2494                  */
2495                 if (!strcmp(flags, "static"))
2496                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2497                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2498                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2499                 else
2500                         goto out;
2501         }
2502
2503         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2504         if (IS_ERR(new))
2505                 goto out;
2506
2507         if (no_context) {
2508                 /* save for contextualization */
2509                 new->w.user_nodemask = nodes;
2510         } else {
2511                 int ret;
2512                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2513                 if (scratch) {
2514                         task_lock(current);
2515                         ret = mpol_set_nodemask(new, &nodes, scratch);
2516                         task_unlock(current);
2517                 } else
2518                         ret = -ENOMEM;
2519                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2520                 if (ret) {
2521                         mpol_put(new);
2522                         goto out;
2523                 }
2524         }
2525         err = 0;
2526
2527 out:
2528         /* Restore string for error message */
2529         if (nodelist)
2530                 *--nodelist = ':';
2531         if (flags)
2532                 *--flags = '=';
2533         if (!err)
2534                 *mpol = new;
2535         return err;
2536 }
2537 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2538
2539 /**
2540  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2541  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2542  * @maxlen:  length of @buffer
2543  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2544  * @no_context:  "context free" mempolicy - use nodemask in w.user_nodemask
2545  *
2546  * Convert a mempolicy into a string.
2547  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
2548  * or an error (negative)
2549  */
2550 int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol, int no_context)
2551 {
2552         char *p = buffer;
2553         int l;
2554         nodemask_t nodes;
2555         unsigned short mode;
2556         unsigned short flags = pol ? pol->flags : 0;
2557
2558         /*
2559          * Sanity check:  room for longest mode, flag and some nodes
2560          */
2561         VM_BUG_ON(maxlen < strlen("interleave") + strlen("relative") + 16);
2562
2563         if (!pol || pol == &default_policy)
2564                 mode = MPOL_DEFAULT;
2565         else
2566                 mode = pol->mode;
2567
2568         switch (mode) {
2569         case MPOL_DEFAULT:
2570                 nodes_clear(nodes);
2571                 break;
2572
2573         case MPOL_PREFERRED:
2574                 nodes_clear(nodes);
2575                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2576                         mode = MPOL_LOCAL;      /* pseudo-policy */
2577                 else
2578                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2579                 break;
2580
2581         case MPOL_BIND:
2582                 /* Fall through */
2583         case MPOL_INTERLEAVE:
2584                 if (no_context)
2585                         nodes = pol->w.user_nodemask;
2586                 else
2587                         nodes = pol->v.nodes;
2588                 break;
2589
2590         default:
2591                 return -EINVAL;
2592         }
2593
2594         l = strlen(policy_modes[mode]);
2595         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
2596                 return -ENOSPC;
2597
2598         strcpy(p, policy_modes[mode]);
2599         p += l;
2600
2601         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2602                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2603                         return -ENOSPC;
2604                 *p++ = '=';
2605
2606                 /*
2607                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2608                  */
2609                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2610                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2611                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2612                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2613         }
2614
2615         if (!nodes_empty(nodes)) {
2616                 if (buffer + maxlen < p + 2)
2617                         return -ENOSPC;
2618                 *p++ = ':';
2619                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2620         }
2621         return p - buffer;
2622 }