Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linville/wirel...
[linux-drm-fsl-dcu.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 NUMA_NO_NODE 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 #include <linux/mmu_notifier.h>
94
95 #include <asm/tlbflush.h>
96 #include <asm/uaccess.h>
97 #include <linux/random.h>
98
99 #include "internal.h"
100
101 /* Internal flags */
102 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
103 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
104
105 static struct kmem_cache *policy_cache;
106 static struct kmem_cache *sn_cache;
107
108 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
109    policied. */
110 enum zone_type policy_zone = 0;
111
112 /*
113  * run-time system-wide default policy => local allocation
114  */
115 static struct mempolicy default_policy = {
116         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
117         .mode = MPOL_PREFERRED,
118         .flags = MPOL_F_LOCAL,
119 };
120
121 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
122
123 static struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
124 {
125         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
126
127         if (!pol) {
128                 int node = numa_node_id();
129
130                 if (node != NUMA_NO_NODE) {
131                         pol = &preferred_node_policy[node];
132                         /*
133                          * preferred_node_policy is not initialised early in
134                          * boot
135                          */
136                         if (!pol->mode)
137                                 pol = NULL;
138                 }
139         }
140
141         return pol;
142 }
143
144 static const struct mempolicy_operations {
145         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
146         /*
147          * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
148          * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
149          * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
150          * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
151          * page.
152          * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
153          * rebind directly.
154          *
155          * step:
156          *      MPOL_REBIND_ONCE - do rebind work at once
157          *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
158          *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
159          */
160         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
161                         enum mpol_rebind_step step);
162 } mpol_ops[MPOL_MAX];
163
164 /* Check that the nodemask contains at least one populated zone */
165 static int is_valid_nodemask(const nodemask_t *nodemask)
166 {
167         return nodes_intersects(*nodemask, node_states[N_MEMORY]);
168 }
169
170 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
171 {
172         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
173 }
174
175 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
176                                    const nodemask_t *rel)
177 {
178         nodemask_t tmp;
179         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
180         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
181 }
182
183 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
184 {
185         if (nodes_empty(*nodes))
186                 return -EINVAL;
187         pol->v.nodes = *nodes;
188         return 0;
189 }
190
191 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
192 {
193         if (!nodes)
194                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
195         else if (nodes_empty(*nodes))
196                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
197         else
198                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
199         return 0;
200 }
201
202 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
203 {
204         if (!is_valid_nodemask(nodes))
205                 return -EINVAL;
206         pol->v.nodes = *nodes;
207         return 0;
208 }
209
210 /*
211  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
212  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
213  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
214  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
215  *
216  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
217  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
218  */
219 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
220                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
221 {
222         int ret;
223
224         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
225         if (pol == NULL)
226                 return 0;
227         /* Check N_MEMORY */
228         nodes_and(nsc->mask1,
229                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
230
231         VM_BUG_ON(!nodes);
232         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
233                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
234         else {
235                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
236                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes,&nsc->mask1);
237                 else
238                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
239
240                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
241                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
242                 else
243                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
244                                                 cpuset_current_mems_allowed;
245         }
246
247         if (nodes)
248                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
249         else
250                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
251         return ret;
252 }
253
254 /*
255  * This function just creates a new policy, does some check and simple
256  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
257  */
258 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
259                                   nodemask_t *nodes)
260 {
261         struct mempolicy *policy;
262
263         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
264                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
265
266         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
267                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
268                         return ERR_PTR(-EINVAL);
269                 return NULL;
270         }
271         VM_BUG_ON(!nodes);
272
273         /*
274          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
275          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
276          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
277          */
278         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
279                 if (nodes_empty(*nodes)) {
280                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
281                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
282                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
283                 }
284         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
285                 if (!nodes_empty(*nodes))
286                         return ERR_PTR(-EINVAL);
287                 mode = MPOL_PREFERRED;
288         } else if (nodes_empty(*nodes))
289                 return ERR_PTR(-EINVAL);
290         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
291         if (!policy)
292                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
293         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
294         policy->mode = mode;
295         policy->flags = flags;
296
297         return policy;
298 }
299
300 /* Slow path of a mpol destructor. */
301 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
302 {
303         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
304                 return;
305         kmem_cache_free(policy_cache, p);
306 }
307
308 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
309                                 enum mpol_rebind_step step)
310 {
311 }
312
313 /*
314  * step:
315  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
316  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
317  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
318  */
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes,
320                                  enum mpol_rebind_step step)
321 {
322         nodemask_t tmp;
323
324         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
325                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
326         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
327                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
328         else {
329                 /*
330                  * if step == 1, we use ->w.cpuset_mems_allowed to cache the
331                  * result
332                  */
333                 if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP1) {
334                         nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,
335                                         pol->w.cpuset_mems_allowed, *nodes);
336                         pol->w.cpuset_mems_allowed = step ? tmp : *nodes;
337                 } else if (step == MPOL_REBIND_STEP2) {
338                         tmp = pol->w.cpuset_mems_allowed;
339                         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
340                 } else
341                         BUG();
342         }
343
344         if (nodes_empty(tmp))
345                 tmp = *nodes;
346
347         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
348                 nodes_or(pol->v.nodes, pol->v.nodes, tmp);
349         else if (step == MPOL_REBIND_ONCE || step == MPOL_REBIND_STEP2)
350                 pol->v.nodes = tmp;
351         else
352                 BUG();
353
354         if (!node_isset(current->il_next, tmp)) {
355                 current->il_next = next_node(current->il_next, tmp);
356                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
357                         current->il_next = first_node(tmp);
358                 if (current->il_next >= MAX_NUMNODES)
359                         current->il_next = numa_node_id();
360         }
361 }
362
363 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
364                                   const nodemask_t *nodes,
365                                   enum mpol_rebind_step step)
366 {
367         nodemask_t tmp;
368
369         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
370                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
371
372                 if (node_isset(node, *nodes)) {
373                         pol->v.preferred_node = node;
374                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
375                 } else
376                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
377         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
378                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
379                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
380         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
381                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
382                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
383                                                    *nodes);
384                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
385         }
386 }
387
388 /*
389  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
390  *
391  * If read-side task has no lock to protect task->mempolicy, write-side
392  * task will rebind the task->mempolicy by two step. The first step is
393  * setting all the newly nodes, and the second step is cleaning all the
394  * disallowed nodes. In this way, we can avoid finding no node to alloc
395  * page.
396  * If we have a lock to protect task->mempolicy in read-side, we do
397  * rebind directly.
398  *
399  * step:
400  *      MPOL_REBIND_ONCE  - do rebind work at once
401  *      MPOL_REBIND_STEP1 - set all the newly nodes
402  *      MPOL_REBIND_STEP2 - clean all the disallowed nodes
403  */
404 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask,
405                                 enum mpol_rebind_step step)
406 {
407         if (!pol)
408                 return;
409         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && step == MPOL_REBIND_ONCE &&
410             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
411                 return;
412
413         if (step == MPOL_REBIND_STEP1 && (pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
414                 return;
415
416         if (step == MPOL_REBIND_STEP2 && !(pol->flags & MPOL_F_REBINDING))
417                 BUG();
418
419         if (step == MPOL_REBIND_STEP1)
420                 pol->flags |= MPOL_F_REBINDING;
421         else if (step == MPOL_REBIND_STEP2)
422                 pol->flags &= ~MPOL_F_REBINDING;
423         else if (step >= MPOL_REBIND_NSTEP)
424                 BUG();
425
426         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask, step);
427 }
428
429 /*
430  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
431  * pointer, and updates task mempolicy.
432  *
433  * Called with task's alloc_lock held.
434  */
435
436 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new,
437                         enum mpol_rebind_step step)
438 {
439         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new, step);
440 }
441
442 /*
443  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
444  *
445  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
446  */
447
448 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
449 {
450         struct vm_area_struct *vma;
451
452         down_write(&mm->mmap_sem);
453         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
454                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new, MPOL_REBIND_ONCE);
455         up_write(&mm->mmap_sem);
456 }
457
458 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
459         [MPOL_DEFAULT] = {
460                 .rebind = mpol_rebind_default,
461         },
462         [MPOL_INTERLEAVE] = {
463                 .create = mpol_new_interleave,
464                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
465         },
466         [MPOL_PREFERRED] = {
467                 .create = mpol_new_preferred,
468                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
469         },
470         [MPOL_BIND] = {
471                 .create = mpol_new_bind,
472                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
473         },
474 };
475
476 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
477                                 unsigned long flags);
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  */
483 static int queue_pages_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
484                 unsigned long addr, unsigned long end,
485                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
486                 void *private)
487 {
488         pte_t *orig_pte;
489         pte_t *pte;
490         spinlock_t *ptl;
491
492         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
493         do {
494                 struct page *page;
495                 int nid;
496
497                 if (!pte_present(*pte))
498                         continue;
499                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
500                 if (!page)
501                         continue;
502                 /*
503                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
504                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
505                  */
506                 if (PageReserved(page))
507                         continue;
508                 nid = page_to_nid(page);
509                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
510                         continue;
511
512                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
513                         migrate_page_add(page, private, flags);
514                 else
515                         break;
516         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
517         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
518         return addr != end;
519 }
520
521 static void queue_pages_hugetlb_pmd_range(struct vm_area_struct *vma,
522                 pmd_t *pmd, const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
523                                     void *private)
524 {
525 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
526         int nid;
527         struct page *page;
528         spinlock_t *ptl;
529
530         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(vma), vma->vm_mm, (pte_t *)pmd);
531         page = pte_page(huge_ptep_get((pte_t *)pmd));
532         nid = page_to_nid(page);
533         if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
534                 goto unlock;
535         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
536         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
537             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
538                 isolate_huge_page(page, private);
539 unlock:
540         spin_unlock(ptl);
541 #else
542         BUG();
543 #endif
544 }
545
546 static inline int queue_pages_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
547                 unsigned long addr, unsigned long end,
548                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
549                 void *private)
550 {
551         pmd_t *pmd;
552         unsigned long next;
553
554         pmd = pmd_offset(pud, addr);
555         do {
556                 next = pmd_addr_end(addr, end);
557                 if (!pmd_present(*pmd))
558                         continue;
559                 if (pmd_huge(*pmd) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
560                         queue_pages_hugetlb_pmd_range(vma, pmd, nodes,
561                                                 flags, private);
562                         continue;
563                 }
564                 split_huge_page_pmd(vma, addr, pmd);
565                 if (pmd_none_or_trans_huge_or_clear_bad(pmd))
566                         continue;
567                 if (queue_pages_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
568                                     flags, private))
569                         return -EIO;
570         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
571         return 0;
572 }
573
574 static inline int queue_pages_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
575                 unsigned long addr, unsigned long end,
576                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
577                 void *private)
578 {
579         pud_t *pud;
580         unsigned long next;
581
582         pud = pud_offset(pgd, addr);
583         do {
584                 next = pud_addr_end(addr, end);
585                 if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma))
586                         continue;
587                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
588                         continue;
589                 if (queue_pages_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
590                                     flags, private))
591                         return -EIO;
592         } while (pud++, addr = next, addr != end);
593         return 0;
594 }
595
596 static inline int queue_pages_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
597                 unsigned long addr, unsigned long end,
598                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
599                 void *private)
600 {
601         pgd_t *pgd;
602         unsigned long next;
603
604         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
605         do {
606                 next = pgd_addr_end(addr, end);
607                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
608                         continue;
609                 if (queue_pages_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
610                                     flags, private))
611                         return -EIO;
612         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
613         return 0;
614 }
615
616 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_NUMA_PROT_NONE
617 /*
618  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
619  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
620  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
621  *
622  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
623  * an architecture makes a different choice, it will need further
624  * changes to the core.
625  */
626 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
627                         unsigned long addr, unsigned long end)
628 {
629         int nr_updated;
630         BUILD_BUG_ON(_PAGE_NUMA != _PAGE_PROTNONE);
631
632         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, vma->vm_page_prot, 0, 1);
633         if (nr_updated)
634                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
635
636         return nr_updated;
637 }
638 #else
639 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
640                         unsigned long addr, unsigned long end)
641 {
642         return 0;
643 }
644 #endif /* CONFIG_ARCH_USES_NUMA_PROT_NONE */
645
646 /*
647  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
648  *
649  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
650  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
651  * passed via @private.)
652  */
653 static struct vm_area_struct *
654 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
655                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
656 {
657         int err;
658         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
659
660
661         first = find_vma(mm, start);
662         if (!first)
663                 return ERR_PTR(-EFAULT);
664         prev = NULL;
665         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
666                 unsigned long endvma = vma->vm_end;
667
668                 if (endvma > end)
669                         endvma = end;
670                 if (vma->vm_start > start)
671                         start = vma->vm_start;
672
673                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
674                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
675                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
676                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
677                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
678                 }
679
680                 if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
681                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
682                         goto next;
683                 }
684
685                 if ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
686                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
687                       vma_migratable(vma))) {
688
689                         err = queue_pages_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
690                                                 flags, private);
691                         if (err) {
692                                 first = ERR_PTR(err);
693                                 break;
694                         }
695                 }
696 next:
697                 prev = vma;
698         }
699         return first;
700 }
701
702 /*
703  * Apply policy to a single VMA
704  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
705  */
706 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
707                                                 struct mempolicy *pol)
708 {
709         int err;
710         struct mempolicy *old;
711         struct mempolicy *new;
712
713         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
714                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
715                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
716                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
717
718         new = mpol_dup(pol);
719         if (IS_ERR(new))
720                 return PTR_ERR(new);
721
722         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
723                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
724                 if (err)
725                         goto err_out;
726         }
727
728         old = vma->vm_policy;
729         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
730         mpol_put(old);
731
732         return 0;
733  err_out:
734         mpol_put(new);
735         return err;
736 }
737
738 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
739 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
740                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
741 {
742         struct vm_area_struct *next;
743         struct vm_area_struct *prev;
744         struct vm_area_struct *vma;
745         int err = 0;
746         pgoff_t pgoff;
747         unsigned long vmstart;
748         unsigned long vmend;
749
750         vma = find_vma(mm, start);
751         if (!vma || vma->vm_start > start)
752                 return -EFAULT;
753
754         prev = vma->vm_prev;
755         if (start > vma->vm_start)
756                 prev = vma;
757
758         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
759                 next = vma->vm_next;
760                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
761                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
762
763                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
764                         continue;
765
766                 pgoff = vma->vm_pgoff +
767                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
768                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
769                                   vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
770                                   new_pol);
771                 if (prev) {
772                         vma = prev;
773                         next = vma->vm_next;
774                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
775                                 continue;
776                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
777                         goto replace;
778                 }
779                 if (vma->vm_start != vmstart) {
780                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
781                         if (err)
782                                 goto out;
783                 }
784                 if (vma->vm_end != vmend) {
785                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
786                         if (err)
787                                 goto out;
788                 }
789  replace:
790                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
791                 if (err)
792                         goto out;
793         }
794
795  out:
796         return err;
797 }
798
799 /*
800  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
801  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
802  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
803  *
804  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
805  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
806  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
807  *
808  * The above limitation is why this routine has the funny name
809  * mpol_fix_fork_child_flag().
810  *
811  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
812  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
813  * for use within this file.
814  */
815
816 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
817 {
818         if (p->mempolicy)
819                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
820         else
821                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
822 }
823
824 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
825 {
826         mpol_fix_fork_child_flag(current);
827 }
828
829 /* Set the process memory policy */
830 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
831                              nodemask_t *nodes)
832 {
833         struct mempolicy *new, *old;
834         struct mm_struct *mm = current->mm;
835         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
836         int ret;
837
838         if (!scratch)
839                 return -ENOMEM;
840
841         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
842         if (IS_ERR(new)) {
843                 ret = PTR_ERR(new);
844                 goto out;
845         }
846         /*
847          * prevent changing our mempolicy while show_numa_maps()
848          * is using it.
849          * Note:  do_set_mempolicy() can be called at init time
850          * with no 'mm'.
851          */
852         if (mm)
853                 down_write(&mm->mmap_sem);
854         task_lock(current);
855         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
856         if (ret) {
857                 task_unlock(current);
858                 if (mm)
859                         up_write(&mm->mmap_sem);
860                 mpol_put(new);
861                 goto out;
862         }
863         old = current->mempolicy;
864         current->mempolicy = new;
865         mpol_set_task_struct_flag();
866         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE &&
867             nodes_weight(new->v.nodes))
868                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
869         task_unlock(current);
870         if (mm)
871                 up_write(&mm->mmap_sem);
872
873         mpol_put(old);
874         ret = 0;
875 out:
876         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
877         return ret;
878 }
879
880 /*
881  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
882  *
883  * Called with task's alloc_lock held
884  */
885 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
886 {
887         nodes_clear(*nodes);
888         if (p == &default_policy)
889                 return;
890
891         switch (p->mode) {
892         case MPOL_BIND:
893                 /* Fall through */
894         case MPOL_INTERLEAVE:
895                 *nodes = p->v.nodes;
896                 break;
897         case MPOL_PREFERRED:
898                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
899                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
900                 /* else return empty node mask for local allocation */
901                 break;
902         default:
903                 BUG();
904         }
905 }
906
907 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
908 {
909         struct page *p;
910         int err;
911
912         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
913         if (err >= 0) {
914                 err = page_to_nid(p);
915                 put_page(p);
916         }
917         return err;
918 }
919
920 /* Retrieve NUMA policy */
921 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
922                              unsigned long addr, unsigned long flags)
923 {
924         int err;
925         struct mm_struct *mm = current->mm;
926         struct vm_area_struct *vma = NULL;
927         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
928
929         if (flags &
930                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
931                 return -EINVAL;
932
933         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
934                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
935                         return -EINVAL;
936                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
937                 task_lock(current);
938                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
939                 task_unlock(current);
940                 return 0;
941         }
942
943         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
944                 /*
945                  * Do NOT fall back to task policy if the
946                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
947                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
948                  */
949                 down_read(&mm->mmap_sem);
950                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
951                 if (!vma) {
952                         up_read(&mm->mmap_sem);
953                         return -EFAULT;
954                 }
955                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
956                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
957                 else
958                         pol = vma->vm_policy;
959         } else if (addr)
960                 return -EINVAL;
961
962         if (!pol)
963                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
964
965         if (flags & MPOL_F_NODE) {
966                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
967                         err = lookup_node(mm, addr);
968                         if (err < 0)
969                                 goto out;
970                         *policy = err;
971                 } else if (pol == current->mempolicy &&
972                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
973                         *policy = current->il_next;
974                 } else {
975                         err = -EINVAL;
976                         goto out;
977                 }
978         } else {
979                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
980                                                 pol->mode;
981                 /*
982                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
983                  * the policy to userspace.
984                  */
985                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
986         }
987
988         if (vma) {
989                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
990                 vma = NULL;
991         }
992
993         err = 0;
994         if (nmask) {
995                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
996                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
997                 } else {
998                         task_lock(current);
999                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1000                         task_unlock(current);
1001                 }
1002         }
1003
1004  out:
1005         mpol_cond_put(pol);
1006         if (vma)
1007                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
1008         return err;
1009 }
1010
1011 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1012 /*
1013  * page migration
1014  */
1015 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1016                                 unsigned long flags)
1017 {
1018         /*
1019          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1020          */
1021         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1) {
1022                 if (!isolate_lru_page(page)) {
1023                         list_add_tail(&page->lru, pagelist);
1024                         inc_zone_page_state(page, NR_ISOLATED_ANON +
1025                                             page_is_file_cache(page));
1026                 }
1027         }
1028 }
1029
1030 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
1031 {
1032         if (PageHuge(page))
1033                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1034                                         node);
1035         else
1036                 return alloc_pages_exact_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Migrate pages from one node to a target node.
1041  * Returns error or the number of pages not migrated.
1042  */
1043 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1044                            int flags)
1045 {
1046         nodemask_t nmask;
1047         LIST_HEAD(pagelist);
1048         int err = 0;
1049
1050         nodes_clear(nmask);
1051         node_set(source, nmask);
1052
1053         /*
1054          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1055          * need migration.  Between passing in the full user address
1056          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1057          */
1058         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1059         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1060                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1061
1062         if (!list_empty(&pagelist)) {
1063                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest,
1064                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1065                 if (err)
1066                         putback_movable_pages(&pagelist);
1067         }
1068
1069         return err;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1074  * layout as much as possible.
1075  *
1076  * Returns the number of page that could not be moved.
1077  */
1078 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1079                      const nodemask_t *to, int flags)
1080 {
1081         int busy = 0;
1082         int err;
1083         nodemask_t tmp;
1084
1085         err = migrate_prep();
1086         if (err)
1087                 return err;
1088
1089         down_read(&mm->mmap_sem);
1090
1091         err = migrate_vmas(mm, from, to, flags);
1092         if (err)
1093                 goto out;
1094
1095         /*
1096          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1097          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1098          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1099          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1100          *
1101          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1102          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1103          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1104          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1105          *
1106          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1107          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1108          * (nothing left to migrate).
1109          *
1110          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1111          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1112          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1113          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1114          * before migrating outgoing memory source that same node.
1115          *
1116          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1117          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1118          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1119          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1120          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1121          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1122          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1123          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1124          */
1125
1126         tmp = *from;
1127         while (!nodes_empty(tmp)) {
1128                 int s,d;
1129                 int source = NUMA_NO_NODE;
1130                 int dest = 0;
1131
1132                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1133
1134                         /*
1135                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1136                          * node relationship of the pages established between
1137                          * threads and memory areas.
1138                          *
1139                          * However if the number of source nodes is not equal to
1140                          * the number of destination nodes we can not preserve
1141                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1142                          * copying memory from a node that is in the destination
1143                          * mask.
1144                          *
1145                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1146                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1147                          */
1148
1149                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1150                                                 (node_isset(s, *to)))
1151                                 continue;
1152
1153                         d = node_remap(s, *from, *to);
1154                         if (s == d)
1155                                 continue;
1156
1157                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1158                         dest = d;
1159
1160                         /* dest not in remaining from nodes? */
1161                         if (!node_isset(dest, tmp))
1162                                 break;
1163                 }
1164                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1165                         break;
1166
1167                 node_clear(source, tmp);
1168                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1169                 if (err > 0)
1170                         busy += err;
1171                 if (err < 0)
1172                         break;
1173         }
1174 out:
1175         up_read(&mm->mmap_sem);
1176         if (err < 0)
1177                 return err;
1178         return busy;
1179
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1184  * Start assuming that page is mapped by vma pointed to by @private.
1185  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1186  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1187  * is in virtual address order.
1188  */
1189 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1190 {
1191         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
1192         unsigned long uninitialized_var(address);
1193
1194         while (vma) {
1195                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1196                 if (address != -EFAULT)
1197                         break;
1198                 vma = vma->vm_next;
1199         }
1200         /*
1201          * queue_pages_range() confirms that @page belongs to some vma,
1202          * so vma shouldn't be NULL.
1203          */
1204         BUG_ON(!vma);
1205
1206         if (PageHuge(page))
1207                 return alloc_huge_page_noerr(vma, address, 1);
1208         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma, address);
1209 }
1210 #else
1211
1212 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1213                                 unsigned long flags)
1214 {
1215 }
1216
1217 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1218                      const nodemask_t *to, int flags)
1219 {
1220         return -ENOSYS;
1221 }
1222
1223 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
1224 {
1225         return NULL;
1226 }
1227 #endif
1228
1229 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1230                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1231                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1232 {
1233         struct vm_area_struct *vma;
1234         struct mm_struct *mm = current->mm;
1235         struct mempolicy *new;
1236         unsigned long end;
1237         int err;
1238         LIST_HEAD(pagelist);
1239
1240         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1241                 return -EINVAL;
1242         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1243                 return -EPERM;
1244
1245         if (start & ~PAGE_MASK)
1246                 return -EINVAL;
1247
1248         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1249                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1250
1251         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1252         end = start + len;
1253
1254         if (end < start)
1255                 return -EINVAL;
1256         if (end == start)
1257                 return 0;
1258
1259         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1260         if (IS_ERR(new))
1261                 return PTR_ERR(new);
1262
1263         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1264                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1265
1266         /*
1267          * If we are using the default policy then operation
1268          * on discontinuous address spaces is okay after all
1269          */
1270         if (!new)
1271                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1272
1273         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1274                  start, start + len, mode, mode_flags,
1275                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1276
1277         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1278
1279                 err = migrate_prep();
1280                 if (err)
1281                         goto mpol_out;
1282         }
1283         {
1284                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1285                 if (scratch) {
1286                         down_write(&mm->mmap_sem);
1287                         task_lock(current);
1288                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1289                         task_unlock(current);
1290                         if (err)
1291                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1292                 } else
1293                         err = -ENOMEM;
1294                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1295         }
1296         if (err)
1297                 goto mpol_out;
1298
1299         vma = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1300                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1301
1302         err = PTR_ERR(vma);     /* maybe ... */
1303         if (!IS_ERR(vma))
1304                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1305
1306         if (!err) {
1307                 int nr_failed = 0;
1308
1309                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1310                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1311                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
1312                                         (unsigned long)vma,
1313                                         MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1314                         if (nr_failed)
1315                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1316                 }
1317
1318                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1319                         err = -EIO;
1320         } else
1321                 putback_lru_pages(&pagelist);
1322
1323         up_write(&mm->mmap_sem);
1324  mpol_out:
1325         mpol_put(new);
1326         return err;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1331  */
1332
1333 /* Copy a node mask from user space. */
1334 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1335                      unsigned long maxnode)
1336 {
1337         unsigned long k;
1338         unsigned long nlongs;
1339         unsigned long endmask;
1340
1341         --maxnode;
1342         nodes_clear(*nodes);
1343         if (maxnode == 0 || !nmask)
1344                 return 0;
1345         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1346                 return -EINVAL;
1347
1348         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1349         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1350                 endmask = ~0UL;
1351         else
1352                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1353
1354         /* When the user specified more nodes than supported just check
1355            if the non supported part is all zero. */
1356         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1357                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1358                         return -EINVAL;
1359                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1360                         unsigned long t;
1361                         if (get_user(t, nmask + k))
1362                                 return -EFAULT;
1363                         if (k == nlongs - 1) {
1364                                 if (t & endmask)
1365                                         return -EINVAL;
1366                         } else if (t)
1367                                 return -EINVAL;
1368                 }
1369                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1370                 endmask = ~0UL;
1371         }
1372
1373         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1374                 return -EFAULT;
1375         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1376         return 0;
1377 }
1378
1379 /* Copy a kernel node mask to user space */
1380 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1381                               nodemask_t *nodes)
1382 {
1383         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1384         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1385
1386         if (copy > nbytes) {
1387                 if (copy > PAGE_SIZE)
1388                         return -EINVAL;
1389                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1390                         return -EFAULT;
1391                 copy = nbytes;
1392         }
1393         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1394 }
1395
1396 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1397                 unsigned long, mode, unsigned long __user *, nmask,
1398                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1399 {
1400         nodemask_t nodes;
1401         int err;
1402         unsigned short mode_flags;
1403
1404         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1405         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1406         if (mode >= MPOL_MAX)
1407                 return -EINVAL;
1408         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1409             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1410                 return -EINVAL;
1411         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1412         if (err)
1413                 return err;
1414         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1415 }
1416
1417 /* Set the process memory policy */
1418 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, unsigned long __user *, nmask,
1419                 unsigned long, maxnode)
1420 {
1421         int err;
1422         nodemask_t nodes;
1423         unsigned short flags;
1424
1425         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1426         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1427         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1428                 return -EINVAL;
1429         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1430                 return -EINVAL;
1431         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1432         if (err)
1433                 return err;
1434         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1435 }
1436
1437 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1438                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1439                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1440 {
1441         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1442         struct mm_struct *mm = NULL;
1443         struct task_struct *task;
1444         nodemask_t task_nodes;
1445         int err;
1446         nodemask_t *old;
1447         nodemask_t *new;
1448         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1449
1450         if (!scratch)
1451                 return -ENOMEM;
1452
1453         old = &scratch->mask1;
1454         new = &scratch->mask2;
1455
1456         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1457         if (err)
1458                 goto out;
1459
1460         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1461         if (err)
1462                 goto out;
1463
1464         /* Find the mm_struct */
1465         rcu_read_lock();
1466         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1467         if (!task) {
1468                 rcu_read_unlock();
1469                 err = -ESRCH;
1470                 goto out;
1471         }
1472         get_task_struct(task);
1473
1474         err = -EINVAL;
1475
1476         /*
1477          * Check if this process has the right to modify the specified
1478          * process. The right exists if the process has administrative
1479          * capabilities, superuser privileges or the same
1480          * userid as the target process.
1481          */
1482         tcred = __task_cred(task);
1483         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1484             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1485             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1486                 rcu_read_unlock();
1487                 err = -EPERM;
1488                 goto out_put;
1489         }
1490         rcu_read_unlock();
1491
1492         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1493         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1494         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1495                 err = -EPERM;
1496                 goto out_put;
1497         }
1498
1499         if (!nodes_subset(*new, node_states[N_MEMORY])) {
1500                 err = -EINVAL;
1501                 goto out_put;
1502         }
1503
1504         err = security_task_movememory(task);
1505         if (err)
1506                 goto out_put;
1507
1508         mm = get_task_mm(task);
1509         put_task_struct(task);
1510
1511         if (!mm) {
1512                 err = -EINVAL;
1513                 goto out;
1514         }
1515
1516         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1517                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1518
1519         mmput(mm);
1520 out:
1521         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1522
1523         return err;
1524
1525 out_put:
1526         put_task_struct(task);
1527         goto out;
1528
1529 }
1530
1531
1532 /* Retrieve NUMA policy */
1533 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1534                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1535                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1536 {
1537         int err;
1538         int uninitialized_var(pval);
1539         nodemask_t nodes;
1540
1541         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1542                 return -EINVAL;
1543
1544         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1545
1546         if (err)
1547                 return err;
1548
1549         if (policy && put_user(pval, policy))
1550                 return -EFAULT;
1551
1552         if (nmask)
1553                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1554
1555         return err;
1556 }
1557
1558 #ifdef CONFIG_COMPAT
1559
1560 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1561                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1562                                      compat_ulong_t maxnode,
1563                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1564 {
1565         long err;
1566         unsigned long __user *nm = NULL;
1567         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1568         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1569
1570         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1571         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1572
1573         if (nmask)
1574                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1575
1576         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1577
1578         if (!err && nmask) {
1579                 unsigned long copy_size;
1580                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1581                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1582                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1583                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1584                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1585         }
1586
1587         return err;
1588 }
1589
1590 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1591                                      compat_ulong_t maxnode)
1592 {
1593         long err = 0;
1594         unsigned long __user *nm = NULL;
1595         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1596         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1597
1598         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1599         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1600
1601         if (nmask) {
1602                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1603                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1604                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1605         }
1606
1607         if (err)
1608                 return -EFAULT;
1609
1610         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1611 }
1612
1613 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1614                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1615                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1616 {
1617         long err = 0;
1618         unsigned long __user *nm = NULL;
1619         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1620         nodemask_t bm;
1621
1622         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1623         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1624
1625         if (nmask) {
1626                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1627                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1628                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1629         }
1630
1631         if (err)
1632                 return -EFAULT;
1633
1634         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1635 }
1636
1637 #endif
1638
1639 /*
1640  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1641  * @task - task for fallback if vma policy == default
1642  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1643  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1644  *
1645  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1646  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1647  * Current or other task's task mempolicy and non-shared vma policies must be
1648  * protected by task_lock(task) by the caller.
1649  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1650  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1651  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1652  * extra reference for shared policies.
1653  */
1654 struct mempolicy *get_vma_policy(struct task_struct *task,
1655                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1656 {
1657         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1658
1659         if (vma) {
1660                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1661                         struct mempolicy *vpol = vma->vm_ops->get_policy(vma,
1662                                                                         addr);
1663                         if (vpol)
1664                                 pol = vpol;
1665                 } else if (vma->vm_policy) {
1666                         pol = vma->vm_policy;
1667
1668                         /*
1669                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1670                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1671                          * count on these policies which will be dropped by
1672                          * mpol_cond_put() later
1673                          */
1674                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1675                                 mpol_get(pol);
1676                 }
1677         }
1678         if (!pol)
1679                 pol = &default_policy;
1680         return pol;
1681 }
1682
1683 bool vma_policy_mof(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma)
1684 {
1685         struct mempolicy *pol = get_task_policy(task);
1686         if (vma) {
1687                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1688                         bool ret = false;
1689
1690                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1691                         if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1692                                 ret = true;
1693                         mpol_cond_put(pol);
1694
1695                         return ret;
1696                 } else if (vma->vm_policy) {
1697                         pol = vma->vm_policy;
1698                 }
1699         }
1700
1701         if (!pol)
1702                 return default_policy.flags & MPOL_F_MOF;
1703
1704         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1705 }
1706
1707 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1708 {
1709         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1710
1711         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1712
1713         /*
1714          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1715          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1716          *
1717          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1718          * so if the following test faile, it implies
1719          * policy->v.nodes has movable memory only.
1720          */
1721         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1722                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1723
1724         return zone >= dynamic_policy_zone;
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1729  * page allocation
1730  */
1731 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1732 {
1733         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1734         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1735                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1736                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1737                 return &policy->v.nodes;
1738
1739         return NULL;
1740 }
1741
1742 /* Return a zonelist indicated by gfp for node representing a mempolicy */
1743 static struct zonelist *policy_zonelist(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1744         int nd)
1745 {
1746         switch (policy->mode) {
1747         case MPOL_PREFERRED:
1748                 if (!(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1749                         nd = policy->v.preferred_node;
1750                 break;
1751         case MPOL_BIND:
1752                 /*
1753                  * Normally, MPOL_BIND allocations are node-local within the
1754                  * allowed nodemask.  However, if __GFP_THISNODE is set and the
1755                  * current node isn't part of the mask, we use the zonelist for
1756                  * the first node in the mask instead.
1757                  */
1758                 if (unlikely(gfp & __GFP_THISNODE) &&
1759                                 unlikely(!node_isset(nd, policy->v.nodes)))
1760                         nd = first_node(policy->v.nodes);
1761                 break;
1762         default:
1763                 BUG();
1764         }
1765         return node_zonelist(nd, gfp);
1766 }
1767
1768 /* Do dynamic interleaving for a process */
1769 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1770 {
1771         unsigned nid, next;
1772         struct task_struct *me = current;
1773
1774         nid = me->il_next;
1775         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1776         if (next >= MAX_NUMNODES)
1777                 next = first_node(policy->v.nodes);
1778         if (next < MAX_NUMNODES)
1779                 me->il_next = next;
1780         return nid;
1781 }
1782
1783 /*
1784  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1785  * next slab entry.
1786  * @policy must be protected by freeing by the caller.  If @policy is
1787  * the current task's mempolicy, this protection is implicit, as only the
1788  * task can change it's policy.  The system default policy requires no
1789  * such protection.
1790  */
1791 unsigned slab_node(void)
1792 {
1793         struct mempolicy *policy;
1794
1795         if (in_interrupt())
1796                 return numa_node_id();
1797
1798         policy = current->mempolicy;
1799         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1800                 return numa_node_id();
1801
1802         switch (policy->mode) {
1803         case MPOL_PREFERRED:
1804                 /*
1805                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1806                  */
1807                 return policy->v.preferred_node;
1808
1809         case MPOL_INTERLEAVE:
1810                 return interleave_nodes(policy);
1811
1812         case MPOL_BIND: {
1813                 /*
1814                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1815                  * first node.
1816                  */
1817                 struct zonelist *zonelist;
1818                 struct zone *zone;
1819                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1820                 zonelist = &NODE_DATA(numa_node_id())->node_zonelists[0];
1821                 (void)first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1822                                                         &policy->v.nodes,
1823                                                         &zone);
1824                 return zone ? zone->node : numa_node_id();
1825         }
1826
1827         default:
1828                 BUG();
1829         }
1830 }
1831
1832 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1833 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1834                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1835 {
1836         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1837         unsigned target;
1838         int c;
1839         int nid = NUMA_NO_NODE;
1840
1841         if (!nnodes)
1842                 return numa_node_id();
1843         target = (unsigned int)off % nnodes;
1844         c = 0;
1845         do {
1846                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1847                 c++;
1848         } while (c <= target);
1849         return nid;
1850 }
1851
1852 /* Determine a node number for interleave */
1853 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1854                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1855 {
1856         if (vma) {
1857                 unsigned long off;
1858
1859                 /*
1860                  * for small pages, there is no difference between
1861                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1862                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1863                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1864                  * a useful offset.
1865                  */
1866                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1867                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1868                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1869                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1870         } else
1871                 return interleave_nodes(pol);
1872 }
1873
1874 /*
1875  * Return the bit number of a random bit set in the nodemask.
1876  * (returns NUMA_NO_NODE if nodemask is empty)
1877  */
1878 int node_random(const nodemask_t *maskp)
1879 {
1880         int w, bit = NUMA_NO_NODE;
1881
1882         w = nodes_weight(*maskp);
1883         if (w)
1884                 bit = bitmap_ord_to_pos(maskp->bits,
1885                         get_random_int() % w, MAX_NUMNODES);
1886         return bit;
1887 }
1888
1889 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1890 /*
1891  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1892  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1893  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1894  * @gfp_flags = for requested zone
1895  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1896  * @nodemask = pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1897  *
1898  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation and a pointer
1899  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1900  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1901  * @nodemask for filtering the zonelist.
1902  *
1903  * Must be protected by get_mems_allowed()
1904  */
1905 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1906                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol,
1907                                 nodemask_t **nodemask)
1908 {
1909         struct zonelist *zl;
1910
1911         *mpol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1912         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1913
1914         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1915                 zl = node_zonelist(interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1916                                 huge_page_shift(hstate_vma(vma))), gfp_flags);
1917         } else {
1918                 zl = policy_zonelist(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1919                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1920                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1921         }
1922         return zl;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * init_nodemask_of_mempolicy
1927  *
1928  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1929  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1930  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1931  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1932  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1933  * of non-default mempolicy.
1934  *
1935  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1936  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1937  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1938  *
1939  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1940  */
1941 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1942 {
1943         struct mempolicy *mempolicy;
1944         int nid;
1945
1946         if (!(mask && current->mempolicy))
1947                 return false;
1948
1949         task_lock(current);
1950         mempolicy = current->mempolicy;
1951         switch (mempolicy->mode) {
1952         case MPOL_PREFERRED:
1953                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1954                         nid = numa_node_id();
1955                 else
1956                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1957                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1958                 break;
1959
1960         case MPOL_BIND:
1961                 /* Fall through */
1962         case MPOL_INTERLEAVE:
1963                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1964                 break;
1965
1966         default:
1967                 BUG();
1968         }
1969         task_unlock(current);
1970
1971         return true;
1972 }
1973 #endif
1974
1975 /*
1976  * mempolicy_nodemask_intersects
1977  *
1978  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1979  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1980  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1981  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1982  *
1983  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1984  */
1985 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1986                                         const nodemask_t *mask)
1987 {
1988         struct mempolicy *mempolicy;
1989         bool ret = true;
1990
1991         if (!mask)
1992                 return ret;
1993         task_lock(tsk);
1994         mempolicy = tsk->mempolicy;
1995         if (!mempolicy)
1996                 goto out;
1997
1998         switch (mempolicy->mode) {
1999         case MPOL_PREFERRED:
2000                 /*
2001                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2002                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2003                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2004                  * nodes in mask.
2005                  */
2006                 break;
2007         case MPOL_BIND:
2008         case MPOL_INTERLEAVE:
2009                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2010                 break;
2011         default:
2012                 BUG();
2013         }
2014 out:
2015         task_unlock(tsk);
2016         return ret;
2017 }
2018
2019 /* Allocate a page in interleaved policy.
2020    Own path because it needs to do special accounting. */
2021 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2022                                         unsigned nid)
2023 {
2024         struct zonelist *zl;
2025         struct page *page;
2026
2027         zl = node_zonelist(nid, gfp);
2028         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
2029         if (page && page_zone(page) == zonelist_zone(&zl->_zonerefs[0]))
2030                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2031         return page;
2032 }
2033
2034 /**
2035  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2036  *
2037  *      @gfp:
2038  *      %GFP_USER    user allocation.
2039  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2040  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2041  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2042  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2043  *
2044  *      @order:Order of the GFP allocation.
2045  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2046  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2047  *
2048  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2049  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2050  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2051  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2052  *      all allocations for pages that will be mapped into
2053  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
2054  *
2055  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
2056  */
2057 struct page *
2058 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2059                 unsigned long addr, int node)
2060 {
2061         struct mempolicy *pol;
2062         struct page *page;
2063         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2064
2065 retry_cpuset:
2066         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2067         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2068
2069         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2070                 unsigned nid;
2071
2072                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2073                 mpol_cond_put(pol);
2074                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2075                 if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2076                         goto retry_cpuset;
2077
2078                 return page;
2079         }
2080         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2081                                       policy_zonelist(gfp, pol, node),
2082                                       policy_nodemask(gfp, pol));
2083         if (unlikely(mpol_needs_cond_ref(pol)))
2084                 __mpol_put(pol);
2085         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2086                 goto retry_cpuset;
2087         return page;
2088 }
2089
2090 /**
2091  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2092  *
2093  *      @gfp:
2094  *              %GFP_USER   user allocation,
2095  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2096  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2097  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2098  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2099  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2100  *
2101  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2102  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2103  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2104  *
2105  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
2106  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
2107  *      2) allocating for current task (not interrupt).
2108  */
2109 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2110 {
2111         struct mempolicy *pol = get_task_policy(current);
2112         struct page *page;
2113         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2114
2115         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
2116                 pol = &default_policy;
2117
2118 retry_cpuset:
2119         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
2120
2121         /*
2122          * No reference counting needed for current->mempolicy
2123          * nor system default_policy
2124          */
2125         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2126                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2127         else
2128                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2129                                 policy_zonelist(gfp, pol, numa_node_id()),
2130                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2131
2132         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !page))
2133                 goto retry_cpuset;
2134
2135         return page;
2136 }
2137 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2138
2139 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2140 {
2141         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2142
2143         if (IS_ERR(pol))
2144                 return PTR_ERR(pol);
2145         dst->vm_policy = pol;
2146         return 0;
2147 }
2148
2149 /*
2150  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2151  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2152  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2153  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2154  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2155  *
2156  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2157  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2158  */
2159
2160 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2161 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2162 {
2163         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2164
2165         if (!new)
2166                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2167
2168         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2169         if (old == current->mempolicy) {
2170                 task_lock(current);
2171                 *new = *old;
2172                 task_unlock(current);
2173         } else
2174                 *new = *old;
2175
2176         rcu_read_lock();
2177         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2178                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2179                 if (new->flags & MPOL_F_REBINDING)
2180                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_STEP2);
2181                 else
2182                         mpol_rebind_policy(new, &mems, MPOL_REBIND_ONCE);
2183         }
2184         rcu_read_unlock();
2185         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2186         return new;
2187 }
2188
2189 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2190 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2191 {
2192         if (!a || !b)
2193                 return false;
2194         if (a->mode != b->mode)
2195                 return false;
2196         if (a->flags != b->flags)
2197                 return false;
2198         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2199                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2200                         return false;
2201
2202         switch (a->mode) {
2203         case MPOL_BIND:
2204                 /* Fall through */
2205         case MPOL_INTERLEAVE:
2206                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2207         case MPOL_PREFERRED:
2208                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2209         default:
2210                 BUG();
2211                 return false;
2212         }
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Shared memory backing store policy support.
2217  *
2218  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2219  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2220  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
2221  * for any accesses to the tree.
2222  */
2223
2224 /* lookup first element intersecting start-end */
2225 /* Caller holds sp->lock */
2226 static struct sp_node *
2227 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2228 {
2229         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2230
2231         while (n) {
2232                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2233
2234                 if (start >= p->end)
2235                         n = n->rb_right;
2236                 else if (end <= p->start)
2237                         n = n->rb_left;
2238                 else
2239                         break;
2240         }
2241         if (!n)
2242                 return NULL;
2243         for (;;) {
2244                 struct sp_node *w = NULL;
2245                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2246                 if (!prev)
2247                         break;
2248                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2249                 if (w->end <= start)
2250                         break;
2251                 n = prev;
2252         }
2253         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2254 }
2255
2256 /* Insert a new shared policy into the list. */
2257 /* Caller holds sp->lock */
2258 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2259 {
2260         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2261         struct rb_node *parent = NULL;
2262         struct sp_node *nd;
2263
2264         while (*p) {
2265                 parent = *p;
2266                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2267                 if (new->start < nd->start)
2268                         p = &(*p)->rb_left;
2269                 else if (new->end > nd->end)
2270                         p = &(*p)->rb_right;
2271                 else
2272                         BUG();
2273         }
2274         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2275         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2276         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2277                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2278 }
2279
2280 /* Find shared policy intersecting idx */
2281 struct mempolicy *
2282 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2283 {
2284         struct mempolicy *pol = NULL;
2285         struct sp_node *sn;
2286
2287         if (!sp->root.rb_node)
2288                 return NULL;
2289         spin_lock(&sp->lock);
2290         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2291         if (sn) {
2292                 mpol_get(sn->policy);
2293                 pol = sn->policy;
2294         }
2295         spin_unlock(&sp->lock);
2296         return pol;
2297 }
2298
2299 static void sp_free(struct sp_node *n)
2300 {
2301         mpol_put(n->policy);
2302         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2303 }
2304
2305 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2306 static bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2307 {
2308         /* Never defer a private fault */
2309         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
2310                 return false;
2311
2312         if (p->numa_migrate_deferred) {
2313                 p->numa_migrate_deferred--;
2314                 return true;
2315         }
2316         return false;
2317 }
2318
2319 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2320 {
2321         p->numa_migrate_deferred = sysctl_numa_balancing_migrate_deferred;
2322 }
2323 #else
2324 static inline bool numa_migrate_deferred(struct task_struct *p, int last_cpupid)
2325 {
2326         return false;
2327 }
2328
2329 static inline void defer_numa_migrate(struct task_struct *p)
2330 {
2331 }
2332 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2333
2334 /**
2335  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2336  *
2337  * @page   - page to be checked
2338  * @vma    - vm area where page mapped
2339  * @addr   - virtual address where page mapped
2340  *
2341  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2342  * node id.
2343  *
2344  * Returns:
2345  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2346  *      node    - node id where the page should be
2347  *
2348  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2349  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2350  */
2351 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2352 {
2353         struct mempolicy *pol;
2354         struct zone *zone;
2355         int curnid = page_to_nid(page);
2356         unsigned long pgoff;
2357         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2358         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2359         int polnid = -1;
2360         int ret = -1;
2361
2362         BUG_ON(!vma);
2363
2364         pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
2365         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2366                 goto out;
2367
2368         switch (pol->mode) {
2369         case MPOL_INTERLEAVE:
2370                 BUG_ON(addr >= vma->vm_end);
2371                 BUG_ON(addr < vma->vm_start);
2372
2373                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2374                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2375                 polnid = offset_il_node(pol, vma, pgoff);
2376                 break;
2377
2378         case MPOL_PREFERRED:
2379                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2380                         polnid = numa_node_id();
2381                 else
2382                         polnid = pol->v.preferred_node;
2383                 break;
2384
2385         case MPOL_BIND:
2386                 /*
2387                  * allows binding to multiple nodes.
2388                  * use current page if in policy nodemask,
2389                  * else select nearest allowed node, if any.
2390                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2391                  */
2392                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2393                         goto out;
2394                 (void)first_zones_zonelist(
2395                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2396                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2397                                 &pol->v.nodes, &zone);
2398                 polnid = zone->node;
2399                 break;
2400
2401         default:
2402                 BUG();
2403         }
2404
2405         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2406         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2407                 int last_cpupid;
2408                 int this_cpupid;
2409
2410                 polnid = thisnid;
2411                 this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(thiscpu, current->pid);
2412
2413                 /*
2414                  * Multi-stage node selection is used in conjunction
2415                  * with a periodic migration fault to build a temporal
2416                  * task<->page relation. By using a two-stage filter we
2417                  * remove short/unlikely relations.
2418                  *
2419                  * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist
2420                  * probability, we can equate a task's usage of a
2421                  * particular page (n_p) per total usage of this
2422                  * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
2423                  *
2424                  * Our periodic faults will sample this probability and
2425                  * getting the same result twice in a row, given these
2426                  * samples are fully independent, is then given by
2427                  * P(n)^2, provided our sample period is sufficiently
2428                  * short compared to the usage pattern.
2429                  *
2430                  * This quadric squishes small probabilities, making
2431                  * it less likely we act on an unlikely task<->page
2432                  * relation.
2433                  */
2434                 last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
2435                 if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) && cpupid_to_nid(last_cpupid) != thisnid) {
2436
2437                         /* See sysctl_numa_balancing_migrate_deferred comment */
2438                         if (!cpupid_match_pid(current, last_cpupid))
2439                                 defer_numa_migrate(current);
2440
2441                         goto out;
2442                 }
2443
2444                 /*
2445                  * The quadratic filter above reduces extraneous migration
2446                  * of shared pages somewhat. This code reduces it even more,
2447                  * reducing the overhead of page migrations of shared pages.
2448                  * This makes workloads with shared pages rely more on
2449                  * "move task near its memory", and less on "move memory
2450                  * towards its task", which is exactly what we want.
2451                  */
2452                 if (numa_migrate_deferred(current, last_cpupid))
2453                         goto out;
2454         }
2455
2456         if (curnid != polnid)
2457                 ret = polnid;
2458 out:
2459         mpol_cond_put(pol);
2460
2461         return ret;
2462 }
2463
2464 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2465 {
2466         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2467         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2468         sp_free(n);
2469 }
2470
2471 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2472                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2473 {
2474         node->start = start;
2475         node->end = end;
2476         node->policy = pol;
2477 }
2478
2479 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2480                                 struct mempolicy *pol)
2481 {
2482         struct sp_node *n;
2483         struct mempolicy *newpol;
2484
2485         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2486         if (!n)
2487                 return NULL;
2488
2489         newpol = mpol_dup(pol);
2490         if (IS_ERR(newpol)) {
2491                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2492                 return NULL;
2493         }
2494         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2495         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2496
2497         return n;
2498 }
2499
2500 /* Replace a policy range. */
2501 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2502                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2503 {
2504         struct sp_node *n;
2505         struct sp_node *n_new = NULL;
2506         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2507         int ret = 0;
2508
2509 restart:
2510         spin_lock(&sp->lock);
2511         n = sp_lookup(sp, start, end);
2512         /* Take care of old policies in the same range. */
2513         while (n && n->start < end) {
2514                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2515                 if (n->start >= start) {
2516                         if (n->end <= end)
2517                                 sp_delete(sp, n);
2518                         else
2519                                 n->start = end;
2520                 } else {
2521                         /* Old policy spanning whole new range. */
2522                         if (n->end > end) {
2523                                 if (!n_new)
2524                                         goto alloc_new;
2525
2526                                 *mpol_new = *n->policy;
2527                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2528                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2529                                 n->end = start;
2530                                 sp_insert(sp, n_new);
2531                                 n_new = NULL;
2532                                 mpol_new = NULL;
2533                                 break;
2534                         } else
2535                                 n->end = start;
2536                 }
2537                 if (!next)
2538                         break;
2539                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2540         }
2541         if (new)
2542                 sp_insert(sp, new);
2543         spin_unlock(&sp->lock);
2544         ret = 0;
2545
2546 err_out:
2547         if (mpol_new)
2548                 mpol_put(mpol_new);
2549         if (n_new)
2550                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2551
2552         return ret;
2553
2554 alloc_new:
2555         spin_unlock(&sp->lock);
2556         ret = -ENOMEM;
2557         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2558         if (!n_new)
2559                 goto err_out;
2560         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2561         if (!mpol_new)
2562                 goto err_out;
2563         goto restart;
2564 }
2565
2566 /**
2567  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2568  * @sp: pointer to inode shared policy
2569  * @mpol:  struct mempolicy to install
2570  *
2571  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2572  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2573  * This must be released on exit.
2574  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2575  */
2576 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2577 {
2578         int ret;
2579
2580         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2581         spin_lock_init(&sp->lock);
2582
2583         if (mpol) {
2584                 struct vm_area_struct pvma;
2585                 struct mempolicy *new;
2586                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2587
2588                 if (!scratch)
2589                         goto put_mpol;
2590                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2591                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2592                 if (IS_ERR(new))
2593                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2594
2595                 task_lock(current);
2596                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2597                 task_unlock(current);
2598                 if (ret)
2599                         goto put_new;
2600
2601                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2602                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2603                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2604                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2605
2606 put_new:
2607                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2608 free_scratch:
2609                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2610 put_mpol:
2611                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2612         }
2613 }
2614
2615 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2616                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2617 {
2618         int err;
2619         struct sp_node *new = NULL;
2620         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2621
2622         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2623                  vma->vm_pgoff,
2624                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2625                  npol ? npol->flags : -1,
2626                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2627
2628         if (npol) {
2629                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2630                 if (!new)
2631                         return -ENOMEM;
2632         }
2633         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2634         if (err && new)
2635                 sp_free(new);
2636         return err;
2637 }
2638
2639 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2640 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2641 {
2642         struct sp_node *n;
2643         struct rb_node *next;
2644
2645         if (!p->root.rb_node)
2646                 return;
2647         spin_lock(&p->lock);
2648         next = rb_first(&p->root);
2649         while (next) {
2650                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2651                 next = rb_next(&n->nd);
2652                 sp_delete(p, n);
2653         }
2654         spin_unlock(&p->lock);
2655 }
2656
2657 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2658 static bool __initdata numabalancing_override;
2659
2660 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2661 {
2662         bool numabalancing_default = false;
2663
2664         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2665                 numabalancing_default = true;
2666
2667         if (nr_node_ids > 1 && !numabalancing_override) {
2668                 printk(KERN_INFO "Enabling automatic NUMA balancing. "
2669                         "Configure with numa_balancing= or sysctl");
2670                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2671         }
2672 }
2673
2674 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2675 {
2676         int ret = 0;
2677         if (!str)
2678                 goto out;
2679         numabalancing_override = true;
2680
2681         if (!strcmp(str, "enable")) {
2682                 set_numabalancing_state(true);
2683                 ret = 1;
2684         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2685                 set_numabalancing_state(false);
2686                 ret = 1;
2687         }
2688 out:
2689         if (!ret)
2690                 printk(KERN_WARNING "Unable to parse numa_balancing=\n");
2691
2692         return ret;
2693 }
2694 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2695 #else
2696 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2697 {
2698 }
2699 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2700
2701 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2702 void __init numa_policy_init(void)
2703 {
2704         nodemask_t interleave_nodes;
2705         unsigned long largest = 0;
2706         int nid, prefer = 0;
2707
2708         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2709                                          sizeof(struct mempolicy),
2710                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2711
2712         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2713                                      sizeof(struct sp_node),
2714                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2715
2716         for_each_node(nid) {
2717                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2718                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2719                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2720                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2721                         .v = { .preferred_node = nid, },
2722                 };
2723         }
2724
2725         /*
2726          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2727          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2728          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2729          */
2730         nodes_clear(interleave_nodes);
2731         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2732                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2733
2734                 /* Preserve the largest node */
2735                 if (largest < total_pages) {
2736                         largest = total_pages;
2737                         prefer = nid;
2738                 }
2739
2740                 /* Interleave this node? */
2741                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2742                         node_set(nid, interleave_nodes);
2743         }
2744
2745         /* All too small, use the largest */
2746         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2747                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2748
2749         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2750                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
2751
2752         check_numabalancing_enable();
2753 }
2754
2755 /* Reset policy of current process to default */
2756 void numa_default_policy(void)
2757 {
2758         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2759 }
2760
2761 /*
2762  * Parse and format mempolicy from/to strings
2763  */
2764
2765 /*
2766  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2767  */
2768 static const char * const policy_modes[] =
2769 {
2770         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2771         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2772         [MPOL_BIND]       = "bind",
2773         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2774         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2775 };
2776
2777
2778 #ifdef CONFIG_TMPFS
2779 /**
2780  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2781  * @str:  string containing mempolicy to parse
2782  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2783  *
2784  * Format of input:
2785  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2786  *
2787  * On success, returns 0, else 1
2788  */
2789 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2790 {
2791         struct mempolicy *new = NULL;
2792         unsigned short mode;
2793         unsigned short mode_flags;
2794         nodemask_t nodes;
2795         char *nodelist = strchr(str, ':');
2796         char *flags = strchr(str, '=');
2797         int err = 1;
2798
2799         if (nodelist) {
2800                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2801                 *nodelist++ = '\0';
2802                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2803                         goto out;
2804                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2805                         goto out;
2806         } else
2807                 nodes_clear(nodes);
2808
2809         if (flags)
2810                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2811
2812         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2813                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2814                         break;
2815                 }
2816         }
2817         if (mode >= MPOL_MAX)
2818                 goto out;
2819
2820         switch (mode) {
2821         case MPOL_PREFERRED:
2822                 /*
2823                  * Insist on a nodelist of one node only
2824                  */
2825                 if (nodelist) {
2826                         char *rest = nodelist;
2827                         while (isdigit(*rest))
2828                                 rest++;
2829                         if (*rest)
2830                                 goto out;
2831                 }
2832                 break;
2833         case MPOL_INTERLEAVE:
2834                 /*
2835                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2836                  */
2837                 if (!nodelist)
2838                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2839                 break;
2840         case MPOL_LOCAL:
2841                 /*
2842                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2843                  */
2844                 if (nodelist)
2845                         goto out;
2846                 mode = MPOL_PREFERRED;
2847                 break;
2848         case MPOL_DEFAULT:
2849                 /*
2850                  * Insist on a empty nodelist
2851                  */
2852                 if (!nodelist)
2853                         err = 0;
2854                 goto out;
2855         case MPOL_BIND:
2856                 /*
2857                  * Insist on a nodelist
2858                  */
2859                 if (!nodelist)
2860                         goto out;
2861         }
2862
2863         mode_flags = 0;
2864         if (flags) {
2865                 /*
2866                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2867                  * mode flags.
2868                  */
2869                 if (!strcmp(flags, "static"))
2870                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2871                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2872                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2873                 else
2874                         goto out;
2875         }
2876
2877         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2878         if (IS_ERR(new))
2879                 goto out;
2880
2881         /*
2882          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2883          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2884          */
2885         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2886                 new->v.nodes = nodes;
2887         else if (nodelist)
2888                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2889         else
2890                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2891
2892         /*
2893          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2894          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2895          */
2896         new->w.user_nodemask = nodes;
2897
2898         err = 0;
2899
2900 out:
2901         /* Restore string for error message */
2902         if (nodelist)
2903                 *--nodelist = ':';
2904         if (flags)
2905                 *--flags = '=';
2906         if (!err)
2907                 *mpol = new;
2908         return err;
2909 }
2910 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2911
2912 /**
2913  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2914  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2915  * @maxlen:  length of @buffer
2916  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2917  *
2918  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2919  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2920  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2921  */
2922 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2923 {
2924         char *p = buffer;
2925         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2926         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2927         unsigned short flags = 0;
2928
2929         if (pol && pol != &default_policy) {
2930                 mode = pol->mode;
2931                 flags = pol->flags;
2932         }
2933
2934         switch (mode) {
2935         case MPOL_DEFAULT:
2936                 break;
2937         case MPOL_PREFERRED:
2938                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2939                         mode = MPOL_LOCAL;
2940                 else
2941                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2942                 break;
2943         case MPOL_BIND:
2944         case MPOL_INTERLEAVE:
2945                 nodes = pol->v.nodes;
2946                 break;
2947         default:
2948                 WARN_ON_ONCE(1);
2949                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2950                 return;
2951         }
2952
2953         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2954
2955         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2956                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2957
2958                 /*
2959                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2960                  */
2961                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2962                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2963                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2964                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2965         }
2966
2967         if (!nodes_empty(nodes)) {
2968                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, ":");
2969                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
2970         }
2971 }