Task Control Groups: make cpusets a client of cgroups
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case node -1 here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66    could replace all the switch()es with a mempolicy_ops structure.
67 */
68
69 #include <linux/mempolicy.h>
70 #include <linux/mm.h>
71 #include <linux/highmem.h>
72 #include <linux/hugetlb.h>
73 #include <linux/kernel.h>
74 #include <linux/sched.h>
75 #include <linux/nodemask.h>
76 #include <linux/cpuset.h>
77 #include <linux/gfp.h>
78 #include <linux/slab.h>
79 #include <linux/string.h>
80 #include <linux/module.h>
81 #include <linux/interrupt.h>
82 #include <linux/init.h>
83 #include <linux/compat.h>
84 #include <linux/swap.h>
85 #include <linux/seq_file.h>
86 #include <linux/proc_fs.h>
87 #include <linux/migrate.h>
88 #include <linux/rmap.h>
89 #include <linux/security.h>
90 #include <linux/syscalls.h>
91
92 #include <asm/tlbflush.h>
93 #include <asm/uaccess.h>
94
95 /* Internal flags */
96 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
97 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
98 #define MPOL_MF_STATS (MPOL_MF_INTERNAL << 2)           /* Gather statistics */
99
100 static struct kmem_cache *policy_cache;
101 static struct kmem_cache *sn_cache;
102
103 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
104    policied. */
105 enum zone_type policy_zone = 0;
106
107 struct mempolicy default_policy = {
108         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
109         .policy = MPOL_DEFAULT,
110 };
111
112 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol,
113                                const nodemask_t *newmask);
114
115 /* Do sanity checking on a policy */
116 static int mpol_check_policy(int mode, nodemask_t *nodes)
117 {
118         int empty = nodes_empty(*nodes);
119
120         switch (mode) {
121         case MPOL_DEFAULT:
122                 if (!empty)
123                         return -EINVAL;
124                 break;
125         case MPOL_BIND:
126         case MPOL_INTERLEAVE:
127                 /* Preferred will only use the first bit, but allow
128                    more for now. */
129                 if (empty)
130                         return -EINVAL;
131                 break;
132         }
133         return nodes_subset(*nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]) ? 0 : -EINVAL;
134 }
135
136 /* Generate a custom zonelist for the BIND policy. */
137 static struct zonelist *bind_zonelist(nodemask_t *nodes)
138 {
139         struct zonelist *zl;
140         int num, max, nd;
141         enum zone_type k;
142
143         max = 1 + MAX_NR_ZONES * nodes_weight(*nodes);
144         max++;                  /* space for zlcache_ptr (see mmzone.h) */
145         zl = kmalloc(sizeof(struct zone *) * max, GFP_KERNEL);
146         if (!zl)
147                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
148         zl->zlcache_ptr = NULL;
149         num = 0;
150         /* First put in the highest zones from all nodes, then all the next 
151            lower zones etc. Avoid empty zones because the memory allocator
152            doesn't like them. If you implement node hot removal you
153            have to fix that. */
154         k = MAX_NR_ZONES - 1;
155         while (1) {
156                 for_each_node_mask(nd, *nodes) { 
157                         struct zone *z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
158                         if (z->present_pages > 0) 
159                                 zl->zones[num++] = z;
160                 }
161                 if (k == 0)
162                         break;
163                 k--;
164         }
165         if (num == 0) {
166                 kfree(zl);
167                 return ERR_PTR(-EINVAL);
168         }
169         zl->zones[num] = NULL;
170         return zl;
171 }
172
173 /* Create a new policy */
174 static struct mempolicy *mpol_new(int mode, nodemask_t *nodes)
175 {
176         struct mempolicy *policy;
177
178         pr_debug("setting mode %d nodes[0] %lx\n",
179                  mode, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : -1);
180
181         if (mode == MPOL_DEFAULT)
182                 return NULL;
183         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
184         if (!policy)
185                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
186         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
187         switch (mode) {
188         case MPOL_INTERLEAVE:
189                 policy->v.nodes = *nodes;
190                 nodes_and(policy->v.nodes, policy->v.nodes,
191                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]);
192                 if (nodes_weight(policy->v.nodes) == 0) {
193                         kmem_cache_free(policy_cache, policy);
194                         return ERR_PTR(-EINVAL);
195                 }
196                 break;
197         case MPOL_PREFERRED:
198                 policy->v.preferred_node = first_node(*nodes);
199                 if (policy->v.preferred_node >= MAX_NUMNODES)
200                         policy->v.preferred_node = -1;
201                 break;
202         case MPOL_BIND:
203                 policy->v.zonelist = bind_zonelist(nodes);
204                 if (IS_ERR(policy->v.zonelist)) {
205                         void *error_code = policy->v.zonelist;
206                         kmem_cache_free(policy_cache, policy);
207                         return error_code;
208                 }
209                 break;
210         }
211         policy->policy = mode;
212         policy->cpuset_mems_allowed = cpuset_mems_allowed(current);
213         return policy;
214 }
215
216 static void gather_stats(struct page *, void *, int pte_dirty);
217 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
218                                 unsigned long flags);
219
220 /* Scan through pages checking if pages follow certain conditions. */
221 static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
222                 unsigned long addr, unsigned long end,
223                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
224                 void *private)
225 {
226         pte_t *orig_pte;
227         pte_t *pte;
228         spinlock_t *ptl;
229
230         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
231         do {
232                 struct page *page;
233                 int nid;
234
235                 if (!pte_present(*pte))
236                         continue;
237                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
238                 if (!page)
239                         continue;
240                 /*
241                  * The check for PageReserved here is important to avoid
242                  * handling zero pages and other pages that may have been
243                  * marked special by the system.
244                  *
245                  * If the PageReserved would not be checked here then f.e.
246                  * the location of the zero page could have an influence
247                  * on MPOL_MF_STRICT, zero pages would be counted for
248                  * the per node stats, and there would be useless attempts
249                  * to put zero pages on the migration list.
250                  */
251                 if (PageReserved(page))
252                         continue;
253                 nid = page_to_nid(page);
254                 if (node_isset(nid, *nodes) == !!(flags & MPOL_MF_INVERT))
255                         continue;
256
257                 if (flags & MPOL_MF_STATS)
258                         gather_stats(page, private, pte_dirty(*pte));
259                 else if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
260                         migrate_page_add(page, private, flags);
261                 else
262                         break;
263         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
264         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
265         return addr != end;
266 }
267
268 static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
269                 unsigned long addr, unsigned long end,
270                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
271                 void *private)
272 {
273         pmd_t *pmd;
274         unsigned long next;
275
276         pmd = pmd_offset(pud, addr);
277         do {
278                 next = pmd_addr_end(addr, end);
279                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
280                         continue;
281                 if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
282                                     flags, private))
283                         return -EIO;
284         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
285         return 0;
286 }
287
288 static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
289                 unsigned long addr, unsigned long end,
290                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
291                 void *private)
292 {
293         pud_t *pud;
294         unsigned long next;
295
296         pud = pud_offset(pgd, addr);
297         do {
298                 next = pud_addr_end(addr, end);
299                 if (pud_none_or_clear_bad(pud))
300                         continue;
301                 if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
302                                     flags, private))
303                         return -EIO;
304         } while (pud++, addr = next, addr != end);
305         return 0;
306 }
307
308 static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
309                 unsigned long addr, unsigned long end,
310                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
311                 void *private)
312 {
313         pgd_t *pgd;
314         unsigned long next;
315
316         pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
317         do {
318                 next = pgd_addr_end(addr, end);
319                 if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
320                         continue;
321                 if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
322                                     flags, private))
323                         return -EIO;
324         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
325         return 0;
326 }
327
328 /*
329  * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
330  * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
331  * put them on the pagelist.
332  */
333 static struct vm_area_struct *
334 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
335                 const nodemask_t *nodes, unsigned long flags, void *private)
336 {
337         int err;
338         struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
339
340         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
341
342                 err = migrate_prep();
343                 if (err)
344                         return ERR_PTR(err);
345         }
346
347         first = find_vma(mm, start);
348         if (!first)
349                 return ERR_PTR(-EFAULT);
350         prev = NULL;
351         for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
352                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
353                         if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
354                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
355                         if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
356                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
357                 }
358                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
359                     ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
360                      ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
361                                 vma_migratable(vma)))) {
362                         unsigned long endvma = vma->vm_end;
363
364                         if (endvma > end)
365                                 endvma = end;
366                         if (vma->vm_start > start)
367                                 start = vma->vm_start;
368                         err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
369                                                 flags, private);
370                         if (err) {
371                                 first = ERR_PTR(err);
372                                 break;
373                         }
374                 }
375                 prev = vma;
376         }
377         return first;
378 }
379
380 /* Apply policy to a single VMA */
381 static int policy_vma(struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *new)
382 {
383         int err = 0;
384         struct mempolicy *old = vma->vm_policy;
385
386         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
387                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
388                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
389                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
390
391         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy)
392                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
393         if (!err) {
394                 mpol_get(new);
395                 vma->vm_policy = new;
396                 mpol_free(old);
397         }
398         return err;
399 }
400
401 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
402 static int mbind_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
403                        unsigned long end, struct mempolicy *new)
404 {
405         struct vm_area_struct *next;
406         int err;
407
408         err = 0;
409         for (; vma && vma->vm_start < end; vma = next) {
410                 next = vma->vm_next;
411                 if (vma->vm_start < start)
412                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, start, 1);
413                 if (!err && vma->vm_end > end)
414                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, end, 0);
415                 if (!err)
416                         err = policy_vma(vma, new);
417                 if (err)
418                         break;
419         }
420         return err;
421 }
422
423 static int contextualize_policy(int mode, nodemask_t *nodes)
424 {
425         if (!nodes)
426                 return 0;
427
428         cpuset_update_task_memory_state();
429         if (!cpuset_nodes_subset_current_mems_allowed(*nodes))
430                 return -EINVAL;
431         return mpol_check_policy(mode, nodes);
432 }
433
434
435 /*
436  * Update task->flags PF_MEMPOLICY bit: set iff non-default
437  * mempolicy.  Allows more rapid checking of this (combined perhaps
438  * with other PF_* flag bits) on memory allocation hot code paths.
439  *
440  * If called from outside this file, the task 'p' should -only- be
441  * a newly forked child not yet visible on the task list, because
442  * manipulating the task flags of a visible task is not safe.
443  *
444  * The above limitation is why this routine has the funny name
445  * mpol_fix_fork_child_flag().
446  *
447  * It is also safe to call this with a task pointer of current,
448  * which the static wrapper mpol_set_task_struct_flag() does,
449  * for use within this file.
450  */
451
452 void mpol_fix_fork_child_flag(struct task_struct *p)
453 {
454         if (p->mempolicy)
455                 p->flags |= PF_MEMPOLICY;
456         else
457                 p->flags &= ~PF_MEMPOLICY;
458 }
459
460 static void mpol_set_task_struct_flag(void)
461 {
462         mpol_fix_fork_child_flag(current);
463 }
464
465 /* Set the process memory policy */
466 static long do_set_mempolicy(int mode, nodemask_t *nodes)
467 {
468         struct mempolicy *new;
469
470         if (contextualize_policy(mode, nodes))
471                 return -EINVAL;
472         new = mpol_new(mode, nodes);
473         if (IS_ERR(new))
474                 return PTR_ERR(new);
475         mpol_free(current->mempolicy);
476         current->mempolicy = new;
477         mpol_set_task_struct_flag();
478         if (new && new->policy == MPOL_INTERLEAVE)
479                 current->il_next = first_node(new->v.nodes);
480         return 0;
481 }
482
483 /* Fill a zone bitmap for a policy */
484 static void get_zonemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
485 {
486         int i;
487
488         nodes_clear(*nodes);
489         switch (p->policy) {
490         case MPOL_BIND:
491                 for (i = 0; p->v.zonelist->zones[i]; i++)
492                         node_set(zone_to_nid(p->v.zonelist->zones[i]),
493                                 *nodes);
494                 break;
495         case MPOL_DEFAULT:
496                 break;
497         case MPOL_INTERLEAVE:
498                 *nodes = p->v.nodes;
499                 break;
500         case MPOL_PREFERRED:
501                 /* or use current node instead of memory_map? */
502                 if (p->v.preferred_node < 0)
503                         *nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
504                 else
505                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
506                 break;
507         default:
508                 BUG();
509         }
510 }
511
512 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
513 {
514         struct page *p;
515         int err;
516
517         err = get_user_pages(current, mm, addr & PAGE_MASK, 1, 0, 0, &p, NULL);
518         if (err >= 0) {
519                 err = page_to_nid(p);
520                 put_page(p);
521         }
522         return err;
523 }
524
525 /* Retrieve NUMA policy */
526 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
527                              unsigned long addr, unsigned long flags)
528 {
529         int err;
530         struct mm_struct *mm = current->mm;
531         struct vm_area_struct *vma = NULL;
532         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
533
534         cpuset_update_task_memory_state();
535         if (flags &
536                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
537                 return -EINVAL;
538
539         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
540                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
541                         return -EINVAL;
542                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
543                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
544                 return 0;
545         }
546
547         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
548                 down_read(&mm->mmap_sem);
549                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
550                 if (!vma) {
551                         up_read(&mm->mmap_sem);
552                         return -EFAULT;
553                 }
554                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
555                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
556                 else
557                         pol = vma->vm_policy;
558         } else if (addr)
559                 return -EINVAL;
560
561         if (!pol)
562                 pol = &default_policy;
563
564         if (flags & MPOL_F_NODE) {
565                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
566                         err = lookup_node(mm, addr);
567                         if (err < 0)
568                                 goto out;
569                         *policy = err;
570                 } else if (pol == current->mempolicy &&
571                                 pol->policy == MPOL_INTERLEAVE) {
572                         *policy = current->il_next;
573                 } else {
574                         err = -EINVAL;
575                         goto out;
576                 }
577         } else
578                 *policy = pol->policy;
579
580         if (vma) {
581                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
582                 vma = NULL;
583         }
584
585         err = 0;
586         if (nmask)
587                 get_zonemask(pol, nmask);
588
589  out:
590         if (vma)
591                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
592         return err;
593 }
594
595 #ifdef CONFIG_MIGRATION
596 /*
597  * page migration
598  */
599 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
600                                 unsigned long flags)
601 {
602         /*
603          * Avoid migrating a page that is shared with others.
604          */
605         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(page) == 1)
606                 isolate_lru_page(page, pagelist);
607 }
608
609 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
610 {
611         return alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, 0);
612 }
613
614 /*
615  * Migrate pages from one node to a target node.
616  * Returns error or the number of pages not migrated.
617  */
618 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
619                            int flags)
620 {
621         nodemask_t nmask;
622         LIST_HEAD(pagelist);
623         int err = 0;
624
625         nodes_clear(nmask);
626         node_set(source, nmask);
627
628         check_range(mm, mm->mmap->vm_start, TASK_SIZE, &nmask,
629                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
630
631         if (!list_empty(&pagelist))
632                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, dest);
633
634         return err;
635 }
636
637 /*
638  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
639  * layout as much as possible.
640  *
641  * Returns the number of page that could not be moved.
642  */
643 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
644         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
645 {
646         LIST_HEAD(pagelist);
647         int busy = 0;
648         int err = 0;
649         nodemask_t tmp;
650
651         down_read(&mm->mmap_sem);
652
653         err = migrate_vmas(mm, from_nodes, to_nodes, flags);
654         if (err)
655                 goto out;
656
657 /*
658  * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
659  * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
660  * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
661  * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
662  *
663  * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
664  * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
665  * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
666  * that will be migrating to itself, so no pages need move.
667  *
668  * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
669  * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
670  * (nothing left to migrate).
671  *
672  * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
673  * if possible the dest node is not already occupied by some other
674  * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
675  * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
676  * before migrating outgoing memory source that same node.
677  *
678  * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
679  * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
680  * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
681  * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
682  * Otherwise when we finish scannng from_tmp, we at least have the
683  * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
684  * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
685  * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
686  */
687
688         tmp = *from_nodes;
689         while (!nodes_empty(tmp)) {
690                 int s,d;
691                 int source = -1;
692                 int dest = 0;
693
694                 for_each_node_mask(s, tmp) {
695                         d = node_remap(s, *from_nodes, *to_nodes);
696                         if (s == d)
697                                 continue;
698
699                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
700                         dest = d;
701
702                         /* dest not in remaining from nodes? */
703                         if (!node_isset(dest, tmp))
704                                 break;
705                 }
706                 if (source == -1)
707                         break;
708
709                 node_clear(source, tmp);
710                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
711                 if (err > 0)
712                         busy += err;
713                 if (err < 0)
714                         break;
715         }
716 out:
717         up_read(&mm->mmap_sem);
718         if (err < 0)
719                 return err;
720         return busy;
721
722 }
723
724 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
725 {
726         struct vm_area_struct *vma = (struct vm_area_struct *)private;
727
728         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE, vma,
729                                         page_address_in_vma(page, vma));
730 }
731 #else
732
733 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
734                                 unsigned long flags)
735 {
736 }
737
738 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
739         const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
740 {
741         return -ENOSYS;
742 }
743
744 static struct page *new_vma_page(struct page *page, unsigned long private, int **x)
745 {
746         return NULL;
747 }
748 #endif
749
750 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
751                      unsigned long mode, nodemask_t *nmask,
752                      unsigned long flags)
753 {
754         struct vm_area_struct *vma;
755         struct mm_struct *mm = current->mm;
756         struct mempolicy *new;
757         unsigned long end;
758         int err;
759         LIST_HEAD(pagelist);
760
761         if ((flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT |
762                                       MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
763             || mode > MPOL_MAX)
764                 return -EINVAL;
765         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
766                 return -EPERM;
767
768         if (start & ~PAGE_MASK)
769                 return -EINVAL;
770
771         if (mode == MPOL_DEFAULT)
772                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
773
774         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
775         end = start + len;
776
777         if (end < start)
778                 return -EINVAL;
779         if (end == start)
780                 return 0;
781
782         if (mpol_check_policy(mode, nmask))
783                 return -EINVAL;
784
785         new = mpol_new(mode, nmask);
786         if (IS_ERR(new))
787                 return PTR_ERR(new);
788
789         /*
790          * If we are using the default policy then operation
791          * on discontinuous address spaces is okay after all
792          */
793         if (!new)
794                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
795
796         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%ld nodes:%lx\n",start,start+len,
797                  mode, nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : -1);
798
799         down_write(&mm->mmap_sem);
800         vma = check_range(mm, start, end, nmask,
801                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
802
803         err = PTR_ERR(vma);
804         if (!IS_ERR(vma)) {
805                 int nr_failed = 0;
806
807                 err = mbind_range(vma, start, end, new);
808
809                 if (!list_empty(&pagelist))
810                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_vma_page,
811                                                 (unsigned long)vma);
812
813                 if (!err && nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
814                         err = -EIO;
815         }
816
817         up_write(&mm->mmap_sem);
818         mpol_free(new);
819         return err;
820 }
821
822 /*
823  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
824  */
825
826 /* Copy a node mask from user space. */
827 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
828                      unsigned long maxnode)
829 {
830         unsigned long k;
831         unsigned long nlongs;
832         unsigned long endmask;
833
834         --maxnode;
835         nodes_clear(*nodes);
836         if (maxnode == 0 || !nmask)
837                 return 0;
838         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
839                 return -EINVAL;
840
841         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
842         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
843                 endmask = ~0UL;
844         else
845                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
846
847         /* When the user specified more nodes than supported just check
848            if the non supported part is all zero. */
849         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
850                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
851                         return -EINVAL;
852                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
853                         unsigned long t;
854                         if (get_user(t, nmask + k))
855                                 return -EFAULT;
856                         if (k == nlongs - 1) {
857                                 if (t & endmask)
858                                         return -EINVAL;
859                         } else if (t)
860                                 return -EINVAL;
861                 }
862                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
863                 endmask = ~0UL;
864         }
865
866         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
867                 return -EFAULT;
868         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
869         return 0;
870 }
871
872 /* Copy a kernel node mask to user space */
873 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
874                               nodemask_t *nodes)
875 {
876         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
877         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
878
879         if (copy > nbytes) {
880                 if (copy > PAGE_SIZE)
881                         return -EINVAL;
882                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
883                         return -EFAULT;
884                 copy = nbytes;
885         }
886         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
887 }
888
889 asmlinkage long sys_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
890                         unsigned long mode,
891                         unsigned long __user *nmask, unsigned long maxnode,
892                         unsigned flags)
893 {
894         nodemask_t nodes;
895         int err;
896
897         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
898         if (err)
899                 return err;
900 #ifdef CONFIG_CPUSETS
901         /* Restrict the nodes to the allowed nodes in the cpuset */
902         nodes_and(nodes, nodes, current->mems_allowed);
903 #endif
904         return do_mbind(start, len, mode, &nodes, flags);
905 }
906
907 /* Set the process memory policy */
908 asmlinkage long sys_set_mempolicy(int mode, unsigned long __user *nmask,
909                 unsigned long maxnode)
910 {
911         int err;
912         nodemask_t nodes;
913
914         if (mode < 0 || mode > MPOL_MAX)
915                 return -EINVAL;
916         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
917         if (err)
918                 return err;
919         return do_set_mempolicy(mode, &nodes);
920 }
921
922 asmlinkage long sys_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
923                 const unsigned long __user *old_nodes,
924                 const unsigned long __user *new_nodes)
925 {
926         struct mm_struct *mm;
927         struct task_struct *task;
928         nodemask_t old;
929         nodemask_t new;
930         nodemask_t task_nodes;
931         int err;
932
933         err = get_nodes(&old, old_nodes, maxnode);
934         if (err)
935                 return err;
936
937         err = get_nodes(&new, new_nodes, maxnode);
938         if (err)
939                 return err;
940
941         /* Find the mm_struct */
942         read_lock(&tasklist_lock);
943         task = pid ? find_task_by_pid(pid) : current;
944         if (!task) {
945                 read_unlock(&tasklist_lock);
946                 return -ESRCH;
947         }
948         mm = get_task_mm(task);
949         read_unlock(&tasklist_lock);
950
951         if (!mm)
952                 return -EINVAL;
953
954         /*
955          * Check if this process has the right to modify the specified
956          * process. The right exists if the process has administrative
957          * capabilities, superuser privileges or the same
958          * userid as the target process.
959          */
960         if ((current->euid != task->suid) && (current->euid != task->uid) &&
961             (current->uid != task->suid) && (current->uid != task->uid) &&
962             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
963                 err = -EPERM;
964                 goto out;
965         }
966
967         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
968         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
969         if (!nodes_subset(new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
970                 err = -EPERM;
971                 goto out;
972         }
973
974         if (!nodes_subset(new, node_states[N_HIGH_MEMORY])) {
975                 err = -EINVAL;
976                 goto out;
977         }
978
979         err = security_task_movememory(task);
980         if (err)
981                 goto out;
982
983         err = do_migrate_pages(mm, &old, &new,
984                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
985 out:
986         mmput(mm);
987         return err;
988 }
989
990
991 /* Retrieve NUMA policy */
992 asmlinkage long sys_get_mempolicy(int __user *policy,
993                                 unsigned long __user *nmask,
994                                 unsigned long maxnode,
995                                 unsigned long addr, unsigned long flags)
996 {
997         int err;
998         int uninitialized_var(pval);
999         nodemask_t nodes;
1000
1001         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1002                 return -EINVAL;
1003
1004         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1005
1006         if (err)
1007                 return err;
1008
1009         if (policy && put_user(pval, policy))
1010                 return -EFAULT;
1011
1012         if (nmask)
1013                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1014
1015         return err;
1016 }
1017
1018 #ifdef CONFIG_COMPAT
1019
1020 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
1021                                      compat_ulong_t __user *nmask,
1022                                      compat_ulong_t maxnode,
1023                                      compat_ulong_t addr, compat_ulong_t flags)
1024 {
1025         long err;
1026         unsigned long __user *nm = NULL;
1027         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1028         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1029
1030         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1031         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1032
1033         if (nmask)
1034                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1035
1036         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1037
1038         if (!err && nmask) {
1039                 err = copy_from_user(bm, nm, alloc_size);
1040                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1041                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1042                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1043         }
1044
1045         return err;
1046 }
1047
1048 asmlinkage long compat_sys_set_mempolicy(int mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1049                                      compat_ulong_t maxnode)
1050 {
1051         long err = 0;
1052         unsigned long __user *nm = NULL;
1053         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1054         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1055
1056         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1057         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1058
1059         if (nmask) {
1060                 err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
1061                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1062                 err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
1063         }
1064
1065         if (err)
1066                 return -EFAULT;
1067
1068         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1069 }
1070
1071 asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
1072                              compat_ulong_t mode, compat_ulong_t __user *nmask,
1073                              compat_ulong_t maxnode, compat_ulong_t flags)
1074 {
1075         long err = 0;
1076         unsigned long __user *nm = NULL;
1077         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1078         nodemask_t bm;
1079
1080         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1081         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1082
1083         if (nmask) {
1084                 err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
1085                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1086                 err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
1087         }
1088
1089         if (err)
1090                 return -EFAULT;
1091
1092         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1093 }
1094
1095 #endif
1096
1097 /*
1098  * get_vma_policy(@task, @vma, @addr)
1099  * @task - task for fallback if vma policy == default
1100  * @vma   - virtual memory area whose policy is sought
1101  * @addr  - address in @vma for shared policy lookup
1102  *
1103  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1104  * Falls back to @task or system default policy, as necessary.
1105  * Returned policy has extra reference count if shared, vma,
1106  * or some other task's policy [show_numa_maps() can pass
1107  * @task != current].  It is the caller's responsibility to
1108  * free the reference in these cases.
1109  */
1110 static struct mempolicy * get_vma_policy(struct task_struct *task,
1111                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1112 {
1113         struct mempolicy *pol = task->mempolicy;
1114         int shared_pol = 0;
1115
1116         if (vma) {
1117                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1118                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1119                         shared_pol = 1; /* if pol non-NULL, add ref below */
1120                 } else if (vma->vm_policy &&
1121                                 vma->vm_policy->policy != MPOL_DEFAULT)
1122                         pol = vma->vm_policy;
1123         }
1124         if (!pol)
1125                 pol = &default_policy;
1126         else if (!shared_pol && pol != current->mempolicy)
1127                 mpol_get(pol);  /* vma or other task's policy */
1128         return pol;
1129 }
1130
1131 /* Return a zonelist representing a mempolicy */
1132 static struct zonelist *zonelist_policy(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1133 {
1134         int nd;
1135
1136         switch (policy->policy) {
1137         case MPOL_PREFERRED:
1138                 nd = policy->v.preferred_node;
1139                 if (nd < 0)
1140                         nd = numa_node_id();
1141                 break;
1142         case MPOL_BIND:
1143                 /* Lower zones don't get a policy applied */
1144                 /* Careful: current->mems_allowed might have moved */
1145                 if (gfp_zone(gfp) >= policy_zone)
1146                         if (cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(policy->v.zonelist))
1147                                 return policy->v.zonelist;
1148                 /*FALL THROUGH*/
1149         case MPOL_INTERLEAVE: /* should not happen */
1150         case MPOL_DEFAULT:
1151                 nd = numa_node_id();
1152                 break;
1153         default:
1154                 nd = 0;
1155                 BUG();
1156         }
1157         return NODE_DATA(nd)->node_zonelists + gfp_zone(gfp);
1158 }
1159
1160 /* Do dynamic interleaving for a process */
1161 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1162 {
1163         unsigned nid, next;
1164         struct task_struct *me = current;
1165
1166         nid = me->il_next;
1167         next = next_node(nid, policy->v.nodes);
1168         if (next >= MAX_NUMNODES)
1169                 next = first_node(policy->v.nodes);
1170         me->il_next = next;
1171         return nid;
1172 }
1173
1174 /*
1175  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1176  * next slab entry.
1177  */
1178 unsigned slab_node(struct mempolicy *policy)
1179 {
1180         int pol = policy ? policy->policy : MPOL_DEFAULT;
1181
1182         switch (pol) {
1183         case MPOL_INTERLEAVE:
1184                 return interleave_nodes(policy);
1185
1186         case MPOL_BIND:
1187                 /*
1188                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1189                  * first node.
1190                  */
1191                 return zone_to_nid(policy->v.zonelist->zones[0]);
1192
1193         case MPOL_PREFERRED:
1194                 if (policy->v.preferred_node >= 0)
1195                         return policy->v.preferred_node;
1196                 /* Fall through */
1197
1198         default:
1199                 return numa_node_id();
1200         }
1201 }
1202
1203 /* Do static interleaving for a VMA with known offset. */
1204 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
1205                 struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
1206 {
1207         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1208         unsigned target = (unsigned)off % nnodes;
1209         int c;
1210         int nid = -1;
1211
1212         c = 0;
1213         do {
1214                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1215                 c++;
1216         } while (c <= target);
1217         return nid;
1218 }
1219
1220 /* Determine a node number for interleave */
1221 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1222                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1223 {
1224         if (vma) {
1225                 unsigned long off;
1226
1227                 /*
1228                  * for small pages, there is no difference between
1229                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1230                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1231                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1232                  * a useful offset.
1233                  */
1234                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1235                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1236                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1237                 return offset_il_node(pol, vma, off);
1238         } else
1239                 return interleave_nodes(pol);
1240 }
1241
1242 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1243 /*
1244  * huge_zonelist(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1245  * @vma = virtual memory area whose policy is sought
1246  * @addr = address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1247  * @gfp_flags = for requested zone
1248  * @mpol = pointer to mempolicy pointer for reference counted 'BIND policy
1249  *
1250  * Returns a zonelist suitable for a huge page allocation.
1251  * If the effective policy is 'BIND, returns pointer to policy's zonelist.
1252  * If it is also a policy for which get_vma_policy() returns an extra
1253  * reference, we must hold that reference until after allocation.
1254  * In that case, return policy via @mpol so hugetlb allocation can drop
1255  * the reference.  For non-'BIND referenced policies, we can/do drop the
1256  * reference here, so the caller doesn't need to know about the special case
1257  * for default and current task policy.
1258  */
1259 struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1260                                 gfp_t gfp_flags, struct mempolicy **mpol)
1261 {
1262         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1263         struct zonelist *zl;
1264
1265         *mpol = NULL;           /* probably no unref needed */
1266         if (pol->policy == MPOL_INTERLEAVE) {
1267                 unsigned nid;
1268
1269                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, HPAGE_SHIFT);
1270                 __mpol_free(pol);               /* finished with pol */
1271                 return NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zone(gfp_flags);
1272         }
1273
1274         zl = zonelist_policy(GFP_HIGHUSER, pol);
1275         if (unlikely(pol != &default_policy && pol != current->mempolicy)) {
1276                 if (pol->policy != MPOL_BIND)
1277                         __mpol_free(pol);       /* finished with pol */
1278                 else
1279                         *mpol = pol;    /* unref needed after allocation */
1280         }
1281         return zl;
1282 }
1283 #endif
1284
1285 /* Allocate a page in interleaved policy.
1286    Own path because it needs to do special accounting. */
1287 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1288                                         unsigned nid)
1289 {
1290         struct zonelist *zl;
1291         struct page *page;
1292
1293         zl = NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zone(gfp);
1294         page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
1295         if (page && page_zone(page) == zl->zones[0])
1296                 inc_zone_page_state(page, NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1297         return page;
1298 }
1299
1300 /**
1301  *      alloc_page_vma  - Allocate a page for a VMA.
1302  *
1303  *      @gfp:
1304  *      %GFP_USER    user allocation.
1305  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1306  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1307  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1308  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1309  *
1310  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1311  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1312  *
1313  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1314  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1315  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1316  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1317  *      all allocations for pages that will be mapped into
1318  *      user space. Returns NULL when no page can be allocated.
1319  *
1320  *      Should be called with the mm_sem of the vma hold.
1321  */
1322 struct page *
1323 alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
1324 {
1325         struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
1326         struct zonelist *zl;
1327
1328         cpuset_update_task_memory_state();
1329
1330         if (unlikely(pol->policy == MPOL_INTERLEAVE)) {
1331                 unsigned nid;
1332
1333                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
1334                 return alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
1335         }
1336         zl = zonelist_policy(gfp, pol);
1337         if (pol != &default_policy && pol != current->mempolicy) {
1338                 /*
1339                  * slow path: ref counted policy -- shared or vma
1340                  */
1341                 struct page *page =  __alloc_pages(gfp, 0, zl);
1342                 __mpol_free(pol);
1343                 return page;
1344         }
1345         /*
1346          * fast path:  default or task policy
1347          */
1348         return __alloc_pages(gfp, 0, zl);
1349 }
1350
1351 /**
1352  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
1353  *
1354  *      @gfp:
1355  *              %GFP_USER   user allocation,
1356  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
1357  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
1358  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
1359  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
1360  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
1361  *
1362  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
1363  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
1364  *      Returns NULL when no page can be allocated.
1365  *
1366  *      Don't call cpuset_update_task_memory_state() unless
1367  *      1) it's ok to take cpuset_sem (can WAIT), and
1368  *      2) allocating for current task (not interrupt).
1369  */
1370 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
1371 {
1372         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
1373
1374         if ((gfp & __GFP_WAIT) && !in_interrupt())
1375                 cpuset_update_task_memory_state();
1376         if (!pol || in_interrupt() || (gfp & __GFP_THISNODE))
1377                 pol = &default_policy;
1378         if (pol->policy == MPOL_INTERLEAVE)
1379                 return alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
1380         return __alloc_pages(gfp, order, zonelist_policy(gfp, pol));
1381 }
1382 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
1383
1384 /*
1385  * If mpol_copy() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
1386  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
1387  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
1388  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
1389  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
1390  */
1391
1392 /* Slow path of a mempolicy copy */
1393 struct mempolicy *__mpol_copy(struct mempolicy *old)
1394 {
1395         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
1396
1397         if (!new)
1398                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1399         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
1400                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
1401                 mpol_rebind_policy(old, &mems);
1402         }
1403         *new = *old;
1404         atomic_set(&new->refcnt, 1);
1405         if (new->policy == MPOL_BIND) {
1406                 int sz = ksize(old->v.zonelist);
1407                 new->v.zonelist = kmemdup(old->v.zonelist, sz, GFP_KERNEL);
1408                 if (!new->v.zonelist) {
1409                         kmem_cache_free(policy_cache, new);
1410                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1411                 }
1412         }
1413         return new;
1414 }
1415
1416 /* Slow path of a mempolicy comparison */
1417 int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
1418 {
1419         if (!a || !b)
1420                 return 0;
1421         if (a->policy != b->policy)
1422                 return 0;
1423         switch (a->policy) {
1424         case MPOL_DEFAULT:
1425                 return 1;
1426         case MPOL_INTERLEAVE:
1427                 return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
1428         case MPOL_PREFERRED:
1429                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
1430         case MPOL_BIND: {
1431                 int i;
1432                 for (i = 0; a->v.zonelist->zones[i]; i++)
1433                         if (a->v.zonelist->zones[i] != b->v.zonelist->zones[i])
1434                                 return 0;
1435                 return b->v.zonelist->zones[i] == NULL;
1436         }
1437         default:
1438                 BUG();
1439                 return 0;
1440         }
1441 }
1442
1443 /* Slow path of a mpol destructor. */
1444 void __mpol_free(struct mempolicy *p)
1445 {
1446         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
1447                 return;
1448         if (p->policy == MPOL_BIND)
1449                 kfree(p->v.zonelist);
1450         p->policy = MPOL_DEFAULT;
1451         kmem_cache_free(policy_cache, p);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Shared memory backing store policy support.
1456  *
1457  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
1458  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
1459  * They are protected by the sp->lock spinlock, which should be held
1460  * for any accesses to the tree.
1461  */
1462
1463 /* lookup first element intersecting start-end */
1464 /* Caller holds sp->lock */
1465 static struct sp_node *
1466 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
1467 {
1468         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
1469
1470         while (n) {
1471                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1472
1473                 if (start >= p->end)
1474                         n = n->rb_right;
1475                 else if (end <= p->start)
1476                         n = n->rb_left;
1477                 else
1478                         break;
1479         }
1480         if (!n)
1481                 return NULL;
1482         for (;;) {
1483                 struct sp_node *w = NULL;
1484                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
1485                 if (!prev)
1486                         break;
1487                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
1488                 if (w->end <= start)
1489                         break;
1490                 n = prev;
1491         }
1492         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
1493 }
1494
1495 /* Insert a new shared policy into the list. */
1496 /* Caller holds sp->lock */
1497 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
1498 {
1499         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
1500         struct rb_node *parent = NULL;
1501         struct sp_node *nd;
1502
1503         while (*p) {
1504                 parent = *p;
1505                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
1506                 if (new->start < nd->start)
1507                         p = &(*p)->rb_left;
1508                 else if (new->end > nd->end)
1509                         p = &(*p)->rb_right;
1510                 else
1511                         BUG();
1512         }
1513         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
1514         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
1515         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
1516                  new->policy ? new->policy->policy : 0);
1517 }
1518
1519 /* Find shared policy intersecting idx */
1520 struct mempolicy *
1521 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
1522 {
1523         struct mempolicy *pol = NULL;
1524         struct sp_node *sn;
1525
1526         if (!sp->root.rb_node)
1527                 return NULL;
1528         spin_lock(&sp->lock);
1529         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
1530         if (sn) {
1531                 mpol_get(sn->policy);
1532                 pol = sn->policy;
1533         }
1534         spin_unlock(&sp->lock);
1535         return pol;
1536 }
1537
1538 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
1539 {
1540         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
1541         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
1542         mpol_free(n->policy);
1543         kmem_cache_free(sn_cache, n);
1544 }
1545
1546 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
1547                                 struct mempolicy *pol)
1548 {
1549         struct sp_node *n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
1550
1551         if (!n)
1552                 return NULL;
1553         n->start = start;
1554         n->end = end;
1555         mpol_get(pol);
1556         n->policy = pol;
1557         return n;
1558 }
1559
1560 /* Replace a policy range. */
1561 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
1562                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
1563 {
1564         struct sp_node *n, *new2 = NULL;
1565
1566 restart:
1567         spin_lock(&sp->lock);
1568         n = sp_lookup(sp, start, end);
1569         /* Take care of old policies in the same range. */
1570         while (n && n->start < end) {
1571                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
1572                 if (n->start >= start) {
1573                         if (n->end <= end)
1574                                 sp_delete(sp, n);
1575                         else
1576                                 n->start = end;
1577                 } else {
1578                         /* Old policy spanning whole new range. */
1579                         if (n->end > end) {
1580                                 if (!new2) {
1581                                         spin_unlock(&sp->lock);
1582                                         new2 = sp_alloc(end, n->end, n->policy);
1583                                         if (!new2)
1584                                                 return -ENOMEM;
1585                                         goto restart;
1586                                 }
1587                                 n->end = start;
1588                                 sp_insert(sp, new2);
1589                                 new2 = NULL;
1590                                 break;
1591                         } else
1592                                 n->end = start;
1593                 }
1594                 if (!next)
1595                         break;
1596                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
1597         }
1598         if (new)
1599                 sp_insert(sp, new);
1600         spin_unlock(&sp->lock);
1601         if (new2) {
1602                 mpol_free(new2->policy);
1603                 kmem_cache_free(sn_cache, new2);
1604         }
1605         return 0;
1606 }
1607
1608 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *info, int policy,
1609                                 nodemask_t *policy_nodes)
1610 {
1611         info->root = RB_ROOT;
1612         spin_lock_init(&info->lock);
1613
1614         if (policy != MPOL_DEFAULT) {
1615                 struct mempolicy *newpol;
1616
1617                 /* Falls back to MPOL_DEFAULT on any error */
1618                 newpol = mpol_new(policy, policy_nodes);
1619                 if (!IS_ERR(newpol)) {
1620                         /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
1621                         struct vm_area_struct pvma;
1622
1623                         memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
1624                         /* Policy covers entire file */
1625                         pvma.vm_end = TASK_SIZE;
1626                         mpol_set_shared_policy(info, &pvma, newpol);
1627                         mpol_free(newpol);
1628                 }
1629         }
1630 }
1631
1632 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
1633                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
1634 {
1635         int err;
1636         struct sp_node *new = NULL;
1637         unsigned long sz = vma_pages(vma);
1638
1639         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %lx\n",
1640                  vma->vm_pgoff,
1641                  sz, npol? npol->policy : -1,
1642                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
1643
1644         if (npol) {
1645                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
1646                 if (!new)
1647                         return -ENOMEM;
1648         }
1649         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
1650         if (err && new)
1651                 kmem_cache_free(sn_cache, new);
1652         return err;
1653 }
1654
1655 /* Free a backing policy store on inode delete. */
1656 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
1657 {
1658         struct sp_node *n;
1659         struct rb_node *next;
1660
1661         if (!p->root.rb_node)
1662                 return;
1663         spin_lock(&p->lock);
1664         next = rb_first(&p->root);
1665         while (next) {
1666                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
1667                 next = rb_next(&n->nd);
1668                 rb_erase(&n->nd, &p->root);
1669                 mpol_free(n->policy);
1670                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
1671         }
1672         spin_unlock(&p->lock);
1673 }
1674
1675 /* assumes fs == KERNEL_DS */
1676 void __init numa_policy_init(void)
1677 {
1678         nodemask_t interleave_nodes;
1679         unsigned long largest = 0;
1680         int nid, prefer = 0;
1681
1682         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
1683                                          sizeof(struct mempolicy),
1684                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
1685
1686         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
1687                                      sizeof(struct sp_node),
1688                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
1689
1690         /*
1691          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
1692          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
1693          * fall back to the largest node if they're all smaller.
1694          */
1695         nodes_clear(interleave_nodes);
1696         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1697                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
1698
1699                 /* Preserve the largest node */
1700                 if (largest < total_pages) {
1701                         largest = total_pages;
1702                         prefer = nid;
1703                 }
1704
1705                 /* Interleave this node? */
1706                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
1707                         node_set(nid, interleave_nodes);
1708         }
1709
1710         /* All too small, use the largest */
1711         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
1712                 node_set(prefer, interleave_nodes);
1713
1714         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, &interleave_nodes))
1715                 printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
1716 }
1717
1718 /* Reset policy of current process to default */
1719 void numa_default_policy(void)
1720 {
1721         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, NULL);
1722 }
1723
1724 /* Migrate a policy to a different set of nodes */
1725 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol,
1726                                const nodemask_t *newmask)
1727 {
1728         nodemask_t *mpolmask;
1729         nodemask_t tmp;
1730
1731         if (!pol)
1732                 return;
1733         mpolmask = &pol->cpuset_mems_allowed;
1734         if (nodes_equal(*mpolmask, *newmask))
1735                 return;
1736
1737         switch (pol->policy) {
1738         case MPOL_DEFAULT:
1739                 break;
1740         case MPOL_INTERLEAVE:
1741                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes, *mpolmask, *newmask);
1742                 pol->v.nodes = tmp;
1743                 *mpolmask = *newmask;
1744                 current->il_next = node_remap(current->il_next,
1745                                                 *mpolmask, *newmask);
1746                 break;
1747         case MPOL_PREFERRED:
1748                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
1749                                                 *mpolmask, *newmask);
1750                 *mpolmask = *newmask;
1751                 break;
1752         case MPOL_BIND: {
1753                 nodemask_t nodes;
1754                 struct zone **z;
1755                 struct zonelist *zonelist;
1756
1757                 nodes_clear(nodes);
1758                 for (z = pol->v.zonelist->zones; *z; z++)
1759                         node_set(zone_to_nid(*z), nodes);
1760                 nodes_remap(tmp, nodes, *mpolmask, *newmask);
1761                 nodes = tmp;
1762
1763                 zonelist = bind_zonelist(&nodes);
1764
1765                 /* If no mem, then zonelist is NULL and we keep old zonelist.
1766                  * If that old zonelist has no remaining mems_allowed nodes,
1767                  * then zonelist_policy() will "FALL THROUGH" to MPOL_DEFAULT.
1768                  */
1769
1770                 if (!IS_ERR(zonelist)) {
1771                         /* Good - got mem - substitute new zonelist */
1772                         kfree(pol->v.zonelist);
1773                         pol->v.zonelist = zonelist;
1774                 }
1775                 *mpolmask = *newmask;
1776                 break;
1777         }
1778         default:
1779                 BUG();
1780                 break;
1781         }
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
1786  * pointer, and updates task mempolicy.
1787  */
1788
1789 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
1790 {
1791         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
1792 }
1793
1794 /*
1795  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
1796  *
1797  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
1798  */
1799
1800 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
1801 {
1802         struct vm_area_struct *vma;
1803
1804         down_write(&mm->mmap_sem);
1805         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
1806                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
1807         up_write(&mm->mmap_sem);
1808 }
1809
1810 /*
1811  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1812  */
1813
1814 static const char * const policy_types[] =
1815         { "default", "prefer", "bind", "interleave" };
1816
1817 /*
1818  * Convert a mempolicy into a string.
1819  * Returns the number of characters in buffer (if positive)
1820  * or an error (negative)
1821  */
1822 static inline int mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
1823 {
1824         char *p = buffer;
1825         int l;
1826         nodemask_t nodes;
1827         int mode = pol ? pol->policy : MPOL_DEFAULT;
1828
1829         switch (mode) {
1830         case MPOL_DEFAULT:
1831                 nodes_clear(nodes);
1832                 break;
1833
1834         case MPOL_PREFERRED:
1835                 nodes_clear(nodes);
1836                 node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
1837                 break;
1838
1839         case MPOL_BIND:
1840                 get_zonemask(pol, &nodes);
1841                 break;
1842
1843         case MPOL_INTERLEAVE:
1844                 nodes = pol->v.nodes;
1845                 break;
1846
1847         default:
1848                 BUG();
1849                 return -EFAULT;
1850         }
1851
1852         l = strlen(policy_types[mode]);
1853         if (buffer + maxlen < p + l + 1)
1854                 return -ENOSPC;
1855
1856         strcpy(p, policy_types[mode]);
1857         p += l;
1858
1859         if (!nodes_empty(nodes)) {
1860                 if (buffer + maxlen < p + 2)
1861                         return -ENOSPC;
1862                 *p++ = '=';
1863                 p += nodelist_scnprintf(p, buffer + maxlen - p, nodes);
1864         }
1865         return p - buffer;
1866 }
1867
1868 struct numa_maps {
1869         unsigned long pages;
1870         unsigned long anon;
1871         unsigned long active;
1872         unsigned long writeback;
1873         unsigned long mapcount_max;
1874         unsigned long dirty;
1875         unsigned long swapcache;
1876         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
1877 };
1878
1879 static void gather_stats(struct page *page, void *private, int pte_dirty)
1880 {
1881         struct numa_maps *md = private;
1882         int count = page_mapcount(page);
1883
1884         md->pages++;
1885         if (pte_dirty || PageDirty(page))
1886                 md->dirty++;
1887
1888         if (PageSwapCache(page))
1889                 md->swapcache++;
1890
1891         if (PageActive(page))
1892                 md->active++;
1893
1894         if (PageWriteback(page))
1895                 md->writeback++;
1896
1897         if (PageAnon(page))
1898                 md->anon++;
1899
1900         if (count > md->mapcount_max)
1901                 md->mapcount_max = count;
1902
1903         md->node[page_to_nid(page)]++;
1904 }
1905
1906 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1907 static void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
1908                 unsigned long start, unsigned long end,
1909                 struct numa_maps *md)
1910 {
1911         unsigned long addr;
1912         struct page *page;
1913
1914         for (addr = start; addr < end; addr += HPAGE_SIZE) {
1915                 pte_t *ptep = huge_pte_offset(vma->vm_mm, addr & HPAGE_MASK);
1916                 pte_t pte;
1917
1918                 if (!ptep)
1919                         continue;
1920
1921                 pte = *ptep;
1922                 if (pte_none(pte))
1923                         continue;
1924
1925                 page = pte_page(pte);
1926                 if (!page)
1927                         continue;
1928
1929                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*ptep));
1930         }
1931 }
1932 #else
1933 static inline void check_huge_range(struct vm_area_struct *vma,
1934                 unsigned long start, unsigned long end,
1935                 struct numa_maps *md)
1936 {
1937 }
1938 #endif
1939
1940 int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1941 {
1942         struct proc_maps_private *priv = m->private;
1943         struct vm_area_struct *vma = v;
1944         struct numa_maps *md;
1945         struct file *file = vma->vm_file;
1946         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1947         struct mempolicy *pol;
1948         int n;
1949         char buffer[50];
1950
1951         if (!mm)
1952                 return 0;
1953
1954         md = kzalloc(sizeof(struct numa_maps), GFP_KERNEL);
1955         if (!md)
1956                 return 0;
1957
1958         pol = get_vma_policy(priv->task, vma, vma->vm_start);
1959         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol);
1960         /*
1961          * unref shared or other task's mempolicy
1962          */
1963         if (pol != &default_policy && pol != current->mempolicy)
1964                 __mpol_free(pol);
1965
1966         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1967
1968         if (file) {
1969                 seq_printf(m, " file=");
1970                 seq_path(m, file->f_path.mnt, file->f_path.dentry, "\n\t= ");
1971         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1972                 seq_printf(m, " heap");
1973         } else if (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1974                         vma->vm_end >= mm->start_stack) {
1975                 seq_printf(m, " stack");
1976         }
1977
1978         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1979                 check_huge_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end, md);
1980                 seq_printf(m, " huge");
1981         } else {
1982                 check_pgd_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_end,
1983                         &node_states[N_HIGH_MEMORY], MPOL_MF_STATS, md);
1984         }
1985
1986         if (!md->pages)
1987                 goto out;
1988
1989         if (md->anon)
1990                 seq_printf(m," anon=%lu",md->anon);
1991
1992         if (md->dirty)
1993                 seq_printf(m," dirty=%lu",md->dirty);
1994
1995         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1996                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1997
1998         if (md->mapcount_max > 1)
1999                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
2000
2001         if (md->swapcache)
2002                 seq_printf(m," swapcache=%lu", md->swapcache);
2003
2004         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
2005                 seq_printf(m," active=%lu", md->active);
2006
2007         if (md->writeback)
2008                 seq_printf(m," writeback=%lu", md->writeback);
2009
2010         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
2011                 if (md->node[n])
2012                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
2013 out:
2014         seq_putc(m, '\n');
2015         kfree(md);
2016
2017         if (m->count < m->size)
2018                 m->version = (vma != priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
2019         return 0;
2020 }