VFS: add FMODE_CAN_ODIRECT file flag
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
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  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <linux/uaccess.h>
108
109 #include "internal.h"
110
111 /* Internal flags */
112 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
113 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
114
115 static struct kmem_cache *policy_cache;
116 static struct kmem_cache *sn_cache;
117
118 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
119    policied. */
120 enum zone_type policy_zone = 0;
121
122 /*
123  * run-time system-wide default policy => local allocation
124  */
125 static struct mempolicy default_policy = {
126         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
127         .mode = MPOL_LOCAL,
128 };
129
130 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
131
132 /**
133  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
134  * @node: Node id to start the search
135  *
136  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
137  *
138  * Return: this @node if it is online, otherwise the closest node by distance
139  */
140 int numa_map_to_online_node(int node)
141 {
142         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
143
144         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
145                 return node;
146
147         min_node = node;
148         for_each_online_node(n) {
149                 dist = node_distance(node, n);
150                 if (dist < min_dist) {
151                         min_dist = dist;
152                         min_node = n;
153                 }
154         }
155
156         return min_node;
157 }
158 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
159
160 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
161 {
162         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
163         int node;
164
165         if (pol)
166                 return pol;
167
168         node = numa_node_id();
169         if (node != NUMA_NO_NODE) {
170                 pol = &preferred_node_policy[node];
171                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
172                 if (pol->mode)
173                         return pol;
174         }
175
176         return &default_policy;
177 }
178
179 static const struct mempolicy_operations {
180         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
181         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
182 } mpol_ops[MPOL_MAX];
183
184 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
185 {
186         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
187 }
188
189 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
190                                    const nodemask_t *rel)
191 {
192         nodemask_t tmp;
193         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
194         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
195 }
196
197 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
198 {
199         if (nodes_empty(*nodes))
200                 return -EINVAL;
201         pol->nodes = *nodes;
202         return 0;
203 }
204
205 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
206 {
207         if (nodes_empty(*nodes))
208                 return -EINVAL;
209
210         nodes_clear(pol->nodes);
211         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
212         return 0;
213 }
214
215 /*
216  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
217  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
218  * parameter with respect to the policy mode and flags.
219  *
220  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
221  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
222  */
223 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
224                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
225 {
226         int ret;
227
228         /*
229          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
230          * subject of any remapping. They also do not need any special
231          * constructor.
232          */
233         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
234                 return 0;
235
236         /* Check N_MEMORY */
237         nodes_and(nsc->mask1,
238                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
239
240         VM_BUG_ON(!nodes);
241
242         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
243                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
244         else
245                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
246
247         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
248                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
249         else
250                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
251
252         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
253         return ret;
254 }
255
256 /*
257  * This function just creates a new policy, does some check and simple
258  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
259  */
260 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
261                                   nodemask_t *nodes)
262 {
263         struct mempolicy *policy;
264
265         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
266                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
267
268         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
269                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
270                         return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 return NULL;
272         }
273         VM_BUG_ON(!nodes);
274
275         /*
276          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
277          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
278          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
279          */
280         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
281                 if (nodes_empty(*nodes)) {
282                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
283                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
284                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
285
286                         mode = MPOL_LOCAL;
287                 }
288         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
289                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
290                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
291                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
292                         return ERR_PTR(-EINVAL);
293         } else if (nodes_empty(*nodes))
294                 return ERR_PTR(-EINVAL);
295         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
296         if (!policy)
297                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
298         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
299         policy->mode = mode;
300         policy->flags = flags;
301         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
302
303         return policy;
304 }
305
306 /* Slow path of a mpol destructor. */
307 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
308 {
309         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
310                 return;
311         kmem_cache_free(policy_cache, p);
312 }
313
314 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
315 {
316 }
317
318 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
319 {
320         nodemask_t tmp;
321
322         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
323                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
324         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
325                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
326         else {
327                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
328                                                                 *nodes);
329                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
330         }
331
332         if (nodes_empty(tmp))
333                 tmp = *nodes;
334
335         pol->nodes = tmp;
336 }
337
338 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
339                                                 const nodemask_t *nodes)
340 {
341         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
342 }
343
344 /*
345  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
346  *
347  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
348  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
349  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
350  */
351 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
352 {
353         if (!pol)
354                 return;
355         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
356             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
357                 return;
358
359         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
360 }
361
362 /*
363  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
364  * pointer, and updates task mempolicy.
365  *
366  * Called with task's alloc_lock held.
367  */
368
369 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
370 {
371         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
372 }
373
374 /*
375  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
376  *
377  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
378  */
379
380 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
381 {
382         struct vm_area_struct *vma;
383
384         mmap_write_lock(mm);
385         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
386                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
387         mmap_write_unlock(mm);
388 }
389
390 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
391         [MPOL_DEFAULT] = {
392                 .rebind = mpol_rebind_default,
393         },
394         [MPOL_INTERLEAVE] = {
395                 .create = mpol_new_nodemask,
396                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
397         },
398         [MPOL_PREFERRED] = {
399                 .create = mpol_new_preferred,
400                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
401         },
402         [MPOL_BIND] = {
403                 .create = mpol_new_nodemask,
404                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
405         },
406         [MPOL_LOCAL] = {
407                 .rebind = mpol_rebind_default,
408         },
409         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
410                 .create = mpol_new_nodemask,
411                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
412         },
413 };
414
415 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
416                                 unsigned long flags);
417
418 struct queue_pages {
419         struct list_head *pagelist;
420         unsigned long flags;
421         nodemask_t *nmask;
422         unsigned long start;
423         unsigned long end;
424         struct vm_area_struct *first;
425 };
426
427 /*
428  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
429  *
430  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
431  * in the invert of qp->nmask.
432  */
433 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
434                                         struct queue_pages *qp)
435 {
436         int nid = page_to_nid(page);
437         unsigned long flags = qp->flags;
438
439         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
440 }
441
442 /*
443  * queue_pages_pmd() has three possible return values:
444  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
445  *     special page is met, i.e. huge zero page.
446  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
447  *     specified.
448  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
449  *        existing page was already on a node that does not follow the
450  *        policy.
451  */
452 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
453                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
454         __releases(ptl)
455 {
456         int ret = 0;
457         struct page *page;
458         struct queue_pages *qp = walk->private;
459         unsigned long flags;
460
461         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
462                 ret = -EIO;
463                 goto unlock;
464         }
465         page = pmd_page(*pmd);
466         if (is_huge_zero_page(page)) {
467                 spin_unlock(ptl);
468                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
469                 goto out;
470         }
471         if (!queue_pages_required(page, qp))
472                 goto unlock;
473
474         flags = qp->flags;
475         /* go to thp migration */
476         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
477                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
478                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
479                         ret = 1;
480                         goto unlock;
481                 }
482         } else
483                 ret = -EIO;
484 unlock:
485         spin_unlock(ptl);
486 out:
487         return ret;
488 }
489
490 /*
491  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
492  * and move them to the pagelist if they do.
493  *
494  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
495  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
496  *     special page is met, i.e. zero page.
497  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
498  *     specified.
499  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
500  *        on a node that does not follow the policy.
501  */
502 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
503                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
504 {
505         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
506         struct page *page;
507         struct queue_pages *qp = walk->private;
508         unsigned long flags = qp->flags;
509         bool has_unmovable = false;
510         pte_t *pte, *mapped_pte;
511         spinlock_t *ptl;
512
513         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
514         if (ptl)
515                 return queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
516
517         if (pmd_trans_unstable(pmd))
518                 return 0;
519
520         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
521         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
522                 if (!pte_present(*pte))
523                         continue;
524                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
525                 if (!page)
526                         continue;
527                 /*
528                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
529                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
530                  */
531                 if (PageReserved(page))
532                         continue;
533                 if (!queue_pages_required(page, qp))
534                         continue;
535                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
536                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
537                         if (!vma_migratable(vma)) {
538                                 has_unmovable = true;
539                                 break;
540                         }
541
542                         /*
543                          * Do not abort immediately since there may be
544                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
545                          * need migrate other LRU pages.
546                          */
547                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
548                                 has_unmovable = true;
549                 } else
550                         break;
551         }
552         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
553         cond_resched();
554
555         if (has_unmovable)
556                 return 1;
557
558         return addr != end ? -EIO : 0;
559 }
560
561 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
562                                unsigned long addr, unsigned long end,
563                                struct mm_walk *walk)
564 {
565         int ret = 0;
566 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
567         struct queue_pages *qp = walk->private;
568         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
569         struct page *page;
570         spinlock_t *ptl;
571         pte_t entry;
572
573         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
574         entry = huge_ptep_get(pte);
575         if (!pte_present(entry))
576                 goto unlock;
577         page = pte_page(entry);
578         if (!queue_pages_required(page, qp))
579                 goto unlock;
580
581         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
582                 /*
583                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
584                  * need to further check other vma.
585                  */
586                 ret = -EIO;
587                 goto unlock;
588         }
589
590         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
591                 /*
592                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
593                  * stopped walking current vma.
594                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
595                  * have been queued.
596                  */
597                 ret = 1;
598                 goto unlock;
599         }
600
601         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
602         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
603             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
604                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
605                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
606                         /*
607                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
608                          * which have been queued.
609                          */
610                         ret = 1;
611         }
612 unlock:
613         spin_unlock(ptl);
614 #else
615         BUG();
616 #endif
617         return ret;
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
621 /*
622  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
623  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
624  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
625  *
626  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
627  * an architecture makes a different choice, it will need further
628  * changes to the core.
629  */
630 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
631                         unsigned long addr, unsigned long end)
632 {
633         int nr_updated;
634
635         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
636         if (nr_updated)
637                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
638
639         return nr_updated;
640 }
641 #else
642 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
643                         unsigned long addr, unsigned long end)
644 {
645         return 0;
646 }
647 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
648
649 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
650                                 struct mm_walk *walk)
651 {
652         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
653         struct queue_pages *qp = walk->private;
654         unsigned long endvma = vma->vm_end;
655         unsigned long flags = qp->flags;
656
657         /* range check first */
658         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
659
660         if (!qp->first) {
661                 qp->first = vma;
662                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
663                         (qp->start < vma->vm_start))
664                         /* hole at head side of range */
665                         return -EFAULT;
666         }
667         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
668                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
669                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
670                 /* hole at middle or tail of range */
671                 return -EFAULT;
672
673         /*
674          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
675          * regardless of vma_migratable
676          */
677         if (!vma_migratable(vma) &&
678             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
679                 return 1;
680
681         if (endvma > end)
682                 endvma = end;
683
684         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
685                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
686                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
687                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
688                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
689                 return 1;
690         }
691
692         /* queue pages from current vma */
693         if (flags & MPOL_MF_VALID)
694                 return 0;
695         return 1;
696 }
697
698 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
699         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
700         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
701         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
702 };
703
704 /*
705  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
706  *
707  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
708  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
709  * passed via @private.
710  *
711  * queue_pages_range() has three possible return values:
712  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
713  *     specified.
714  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
715  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
716  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
717  *         your accessible address space (-EFAULT)
718  */
719 static int
720 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
721                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
722                 struct list_head *pagelist)
723 {
724         int err;
725         struct queue_pages qp = {
726                 .pagelist = pagelist,
727                 .flags = flags,
728                 .nmask = nodes,
729                 .start = start,
730                 .end = end,
731                 .first = NULL,
732         };
733
734         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
735
736         if (!qp.first)
737                 /* whole range in hole */
738                 err = -EFAULT;
739
740         return err;
741 }
742
743 /*
744  * Apply policy to a single VMA
745  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
746  */
747 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
748                                                 struct mempolicy *pol)
749 {
750         int err;
751         struct mempolicy *old;
752         struct mempolicy *new;
753
754         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
755                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
756                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
757                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
758
759         new = mpol_dup(pol);
760         if (IS_ERR(new))
761                 return PTR_ERR(new);
762
763         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
764                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
765                 if (err)
766                         goto err_out;
767         }
768
769         old = vma->vm_policy;
770         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
771         mpol_put(old);
772
773         return 0;
774  err_out:
775         mpol_put(new);
776         return err;
777 }
778
779 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
780 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
781                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
782 {
783         struct vm_area_struct *prev;
784         struct vm_area_struct *vma;
785         int err = 0;
786         pgoff_t pgoff;
787         unsigned long vmstart;
788         unsigned long vmend;
789
790         vma = find_vma(mm, start);
791         VM_BUG_ON(!vma);
792
793         prev = vma->vm_prev;
794         if (start > vma->vm_start)
795                 prev = vma;
796
797         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = vma->vm_next) {
798                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
799                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
800
801                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
802                         continue;
803
804                 pgoff = vma->vm_pgoff +
805                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
806                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
807                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
808                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
809                                  anon_vma_name(vma));
810                 if (prev) {
811                         vma = prev;
812                         goto replace;
813                 }
814                 if (vma->vm_start != vmstart) {
815                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
816                         if (err)
817                                 goto out;
818                 }
819                 if (vma->vm_end != vmend) {
820                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
821                         if (err)
822                                 goto out;
823                 }
824  replace:
825                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
826                 if (err)
827                         goto out;
828         }
829
830  out:
831         return err;
832 }
833
834 /* Set the process memory policy */
835 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
836                              nodemask_t *nodes)
837 {
838         struct mempolicy *new, *old;
839         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
840         int ret;
841
842         if (!scratch)
843                 return -ENOMEM;
844
845         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
846         if (IS_ERR(new)) {
847                 ret = PTR_ERR(new);
848                 goto out;
849         }
850
851         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
852         if (ret) {
853                 mpol_put(new);
854                 goto out;
855         }
856         task_lock(current);
857         old = current->mempolicy;
858         current->mempolicy = new;
859         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
860                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
861         task_unlock(current);
862         mpol_put(old);
863         ret = 0;
864 out:
865         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
866         return ret;
867 }
868
869 /*
870  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
871  *
872  * Called with task's alloc_lock held
873  */
874 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
875 {
876         nodes_clear(*nodes);
877         if (p == &default_policy)
878                 return;
879
880         switch (p->mode) {
881         case MPOL_BIND:
882         case MPOL_INTERLEAVE:
883         case MPOL_PREFERRED:
884         case MPOL_PREFERRED_MANY:
885                 *nodes = p->nodes;
886                 break;
887         case MPOL_LOCAL:
888                 /* return empty node mask for local allocation */
889                 break;
890         default:
891                 BUG();
892         }
893 }
894
895 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
896 {
897         struct page *p = NULL;
898         int ret;
899
900         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
901         if (ret > 0) {
902                 ret = page_to_nid(p);
903                 put_page(p);
904         }
905         return ret;
906 }
907
908 /* Retrieve NUMA policy */
909 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
910                              unsigned long addr, unsigned long flags)
911 {
912         int err;
913         struct mm_struct *mm = current->mm;
914         struct vm_area_struct *vma = NULL;
915         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
916
917         if (flags &
918                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
919                 return -EINVAL;
920
921         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
922                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
923                         return -EINVAL;
924                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
925                 task_lock(current);
926                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
927                 task_unlock(current);
928                 return 0;
929         }
930
931         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
932                 /*
933                  * Do NOT fall back to task policy if the
934                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
935                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
936                  */
937                 mmap_read_lock(mm);
938                 vma = vma_lookup(mm, addr);
939                 if (!vma) {
940                         mmap_read_unlock(mm);
941                         return -EFAULT;
942                 }
943                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
944                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
945                 else
946                         pol = vma->vm_policy;
947         } else if (addr)
948                 return -EINVAL;
949
950         if (!pol)
951                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
952
953         if (flags & MPOL_F_NODE) {
954                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
955                         /*
956                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
957                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
958                          * valid, "vma" is stale.
959                          */
960                         pol_refcount = pol;
961                         vma = NULL;
962                         mpol_get(pol);
963                         mmap_read_unlock(mm);
964                         err = lookup_node(mm, addr);
965                         if (err < 0)
966                                 goto out;
967                         *policy = err;
968                 } else if (pol == current->mempolicy &&
969                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
970                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
971                 } else {
972                         err = -EINVAL;
973                         goto out;
974                 }
975         } else {
976                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
977                                                 pol->mode;
978                 /*
979                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
980                  * the policy to userspace.
981                  */
982                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
983         }
984
985         err = 0;
986         if (nmask) {
987                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
988                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
989                 } else {
990                         task_lock(current);
991                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
992                         task_unlock(current);
993                 }
994         }
995
996  out:
997         mpol_cond_put(pol);
998         if (vma)
999                 mmap_read_unlock(mm);
1000         if (pol_refcount)
1001                 mpol_put(pol_refcount);
1002         return err;
1003 }
1004
1005 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1006 /*
1007  * page migration, thp tail pages can be passed.
1008  */
1009 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1010                                 unsigned long flags)
1011 {
1012         struct page *head = compound_head(page);
1013         /*
1014          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1015          */
1016         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1017                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1018                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1019                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1020                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1021                                 thp_nr_pages(head));
1022                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1023                         /*
1024                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1025                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1026                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1027                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1028                          * should return -EIO for this case too.
1029                          */
1030                         return -EIO;
1031                 }
1032         }
1033
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Migrate pages from one node to a target node.
1039  * Returns error or the number of pages not migrated.
1040  */
1041 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1042                            int flags)
1043 {
1044         nodemask_t nmask;
1045         LIST_HEAD(pagelist);
1046         int err = 0;
1047         struct migration_target_control mtc = {
1048                 .nid = dest,
1049                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1050         };
1051
1052         nodes_clear(nmask);
1053         node_set(source, nmask);
1054
1055         /*
1056          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1057          * need migration.  Between passing in the full user address
1058          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1059          */
1060         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1061         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1062                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1063
1064         if (!list_empty(&pagelist)) {
1065                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1066                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1067                 if (err)
1068                         putback_movable_pages(&pagelist);
1069         }
1070
1071         return err;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1076  * layout as much as possible.
1077  *
1078  * Returns the number of page that could not be moved.
1079  */
1080 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1081                      const nodemask_t *to, int flags)
1082 {
1083         int busy = 0;
1084         int err = 0;
1085         nodemask_t tmp;
1086
1087         lru_cache_disable();
1088
1089         mmap_read_lock(mm);
1090
1091         /*
1092          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1093          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1094          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1095          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1096          *
1097          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1098          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1099          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1100          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1101          *
1102          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1103          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1104          * (nothing left to migrate).
1105          *
1106          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1107          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1108          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1109          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1110          * before migrating outgoing memory source that same node.
1111          *
1112          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1113          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1114          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1115          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1116          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1117          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1118          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1119          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1120          */
1121
1122         tmp = *from;
1123         while (!nodes_empty(tmp)) {
1124                 int s, d;
1125                 int source = NUMA_NO_NODE;
1126                 int dest = 0;
1127
1128                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1129
1130                         /*
1131                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1132                          * node relationship of the pages established between
1133                          * threads and memory areas.
1134                          *
1135                          * However if the number of source nodes is not equal to
1136                          * the number of destination nodes we can not preserve
1137                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1138                          * copying memory from a node that is in the destination
1139                          * mask.
1140                          *
1141                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1142                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1143                          */
1144
1145                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1146                                                 (node_isset(s, *to)))
1147                                 continue;
1148
1149                         d = node_remap(s, *from, *to);
1150                         if (s == d)
1151                                 continue;
1152
1153                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1154                         dest = d;
1155
1156                         /* dest not in remaining from nodes? */
1157                         if (!node_isset(dest, tmp))
1158                                 break;
1159                 }
1160                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1161                         break;
1162
1163                 node_clear(source, tmp);
1164                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1165                 if (err > 0)
1166                         busy += err;
1167                 if (err < 0)
1168                         break;
1169         }
1170         mmap_read_unlock(mm);
1171
1172         lru_cache_enable();
1173         if (err < 0)
1174                 return err;
1175         return busy;
1176
1177 }
1178
1179 /*
1180  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1181  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1182  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1183  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1184  * is in virtual address order.
1185  */
1186 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1187 {
1188         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1189         struct vm_area_struct *vma;
1190         unsigned long address;
1191         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1192
1193         vma = find_vma(current->mm, start);
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         if (folio_test_hugetlb(src))
1202                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(&src->page),
1203                                 vma, address);
1204
1205         if (folio_test_large(src))
1206                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1207
1208         /*
1209          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1210          */
1211         dst = vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1212                         folio_test_large(src));
1213         return &dst->page;
1214 }
1215 #else
1216
1217 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1218                                 unsigned long flags)
1219 {
1220         return -EIO;
1221 }
1222
1223 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1224                      const nodemask_t *to, int flags)
1225 {
1226         return -ENOSYS;
1227 }
1228
1229 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1230 {
1231         return NULL;
1232 }
1233 #endif
1234
1235 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1236                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1237                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1238 {
1239         struct mm_struct *mm = current->mm;
1240         struct mempolicy *new;
1241         unsigned long end;
1242         int err;
1243         int ret;
1244         LIST_HEAD(pagelist);
1245
1246         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1247                 return -EINVAL;
1248         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1249                 return -EPERM;
1250
1251         if (start & ~PAGE_MASK)
1252                 return -EINVAL;
1253
1254         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1255                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1256
1257         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1258         end = start + len;
1259
1260         if (end < start)
1261                 return -EINVAL;
1262         if (end == start)
1263                 return 0;
1264
1265         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1266         if (IS_ERR(new))
1267                 return PTR_ERR(new);
1268
1269         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1270                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1271
1272         /*
1273          * If we are using the default policy then operation
1274          * on discontinuous address spaces is okay after all
1275          */
1276         if (!new)
1277                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1278
1279         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1280                  start, start + len, mode, mode_flags,
1281                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1282
1283         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1284
1285                 lru_cache_disable();
1286         }
1287         {
1288                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1289                 if (scratch) {
1290                         mmap_write_lock(mm);
1291                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1292                         if (err)
1293                                 mmap_write_unlock(mm);
1294                 } else
1295                         err = -ENOMEM;
1296                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1297         }
1298         if (err)
1299                 goto mpol_out;
1300
1301         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1302                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1303
1304         if (ret < 0) {
1305                 err = ret;
1306                 goto up_out;
1307         }
1308
1309         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1310
1311         if (!err) {
1312                 int nr_failed = 0;
1313
1314                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1315                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1316                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1317                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1318                         if (nr_failed)
1319                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1320                 }
1321
1322                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1323                         err = -EIO;
1324         } else {
1325 up_out:
1326                 if (!list_empty(&pagelist))
1327                         putback_movable_pages(&pagelist);
1328         }
1329
1330         mmap_write_unlock(mm);
1331 mpol_out:
1332         mpol_put(new);
1333         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1334                 lru_cache_enable();
1335         return err;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1340  */
1341 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1342                       unsigned long maxnode)
1343 {
1344         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1345         int ret;
1346
1347         if (in_compat_syscall())
1348                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1349                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1350                                         maxnode);
1351         else
1352                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1353                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1354
1355         if (ret)
1356                 return -EFAULT;
1357
1358         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1359                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1360
1361         return 0;
1362 }
1363
1364 /* Copy a node mask from user space. */
1365 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1366                      unsigned long maxnode)
1367 {
1368         --maxnode;
1369         nodes_clear(*nodes);
1370         if (maxnode == 0 || !nmask)
1371                 return 0;
1372         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1373                 return -EINVAL;
1374
1375         /*
1376          * When the user specified more nodes than supported just check
1377          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1378          * starting at the end.
1379          */
1380         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1381                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1382                 unsigned long t;
1383
1384                 if (get_bitmap(&t, &nmask[maxnode / BITS_PER_LONG], bits))
1385                         return -EFAULT;
1386
1387                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1388                         maxnode -= bits;
1389                 } else {
1390                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1391                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1392                 }
1393                 if (t)
1394                         return -EINVAL;
1395         }
1396
1397         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1398 }
1399
1400 /* Copy a kernel node mask to user space */
1401 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1402                               nodemask_t *nodes)
1403 {
1404         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1405         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1406         bool compat = in_compat_syscall();
1407
1408         if (compat)
1409                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1410
1411         if (copy > nbytes) {
1412                 if (copy > PAGE_SIZE)
1413                         return -EINVAL;
1414                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1415                         return -EFAULT;
1416                 copy = nbytes;
1417                 maxnode = nr_node_ids;
1418         }
1419
1420         if (compat)
1421                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1422                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1423
1424         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1425 }
1426
1427 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1428 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1429 {
1430         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1431         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1432
1433         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1434                 return -EINVAL;
1435         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1436                 return -EINVAL;
1437         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1438                 if (*mode != MPOL_BIND)
1439                         return -EINVAL;
1440                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1441         }
1442         return 0;
1443 }
1444
1445 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1446                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1447                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1448 {
1449         unsigned short mode_flags;
1450         nodemask_t nodes;
1451         int lmode = mode;
1452         int err;
1453
1454         start = untagged_addr(start);
1455         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1456         if (err)
1457                 return err;
1458
1459         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1460         if (err)
1461                 return err;
1462
1463         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1464 }
1465
1466 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1467                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1468 {
1469         struct mm_struct *mm = current->mm;
1470         struct vm_area_struct *vma;
1471         struct mempolicy *new;
1472         unsigned long vmstart;
1473         unsigned long vmend;
1474         unsigned long end;
1475         int err = -ENOENT;
1476
1477         start = untagged_addr(start);
1478         if (start & ~PAGE_MASK)
1479                 return -EINVAL;
1480         /*
1481          * flags is used for future extension if any.
1482          */
1483         if (flags != 0)
1484                 return -EINVAL;
1485
1486         /*
1487          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1488          * NODE_DATA.
1489          */
1490         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1491                 return -EINVAL;
1492
1493         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1494         end = start + len;
1495
1496         if (end < start)
1497                 return -EINVAL;
1498         if (end == start)
1499                 return 0;
1500         mmap_write_lock(mm);
1501         vma = find_vma(mm, start);
1502         for (; vma && vma->vm_start < end;  vma = vma->vm_next) {
1503
1504                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1505                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1506                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1507                 if (IS_ERR(new)) {
1508                         err = PTR_ERR(new);
1509                         break;
1510                 }
1511                 /*
1512                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1513                  */
1514                 if (!new)
1515                         continue;
1516
1517                 /*
1518                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1519                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1520                  * the home node for vmas we already updated before.
1521                  */
1522                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1523                         err = -EOPNOTSUPP;
1524                         break;
1525                 }
1526
1527                 new->home_node = home_node;
1528                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1529                 mpol_put(new);
1530                 if (err)
1531                         break;
1532         }
1533         mmap_write_unlock(mm);
1534         return err;
1535 }
1536
1537 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1538                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1539                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1540 {
1541         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1542 }
1543
1544 /* Set the process memory policy */
1545 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1546                                  unsigned long maxnode)
1547 {
1548         unsigned short mode_flags;
1549         nodemask_t nodes;
1550         int lmode = mode;
1551         int err;
1552
1553         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1554         if (err)
1555                 return err;
1556
1557         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1558         if (err)
1559                 return err;
1560
1561         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1562 }
1563
1564 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1565                 unsigned long, maxnode)
1566 {
1567         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1568 }
1569
1570 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1571                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1572                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1573 {
1574         struct mm_struct *mm = NULL;
1575         struct task_struct *task;
1576         nodemask_t task_nodes;
1577         int err;
1578         nodemask_t *old;
1579         nodemask_t *new;
1580         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1581
1582         if (!scratch)
1583                 return -ENOMEM;
1584
1585         old = &scratch->mask1;
1586         new = &scratch->mask2;
1587
1588         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1589         if (err)
1590                 goto out;
1591
1592         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1593         if (err)
1594                 goto out;
1595
1596         /* Find the mm_struct */
1597         rcu_read_lock();
1598         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1599         if (!task) {
1600                 rcu_read_unlock();
1601                 err = -ESRCH;
1602                 goto out;
1603         }
1604         get_task_struct(task);
1605
1606         err = -EINVAL;
1607
1608         /*
1609          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1610          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1611          */
1612         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1613                 rcu_read_unlock();
1614                 err = -EPERM;
1615                 goto out_put;
1616         }
1617         rcu_read_unlock();
1618
1619         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1620         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1621         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1622                 err = -EPERM;
1623                 goto out_put;
1624         }
1625
1626         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1627         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1628         if (nodes_empty(*new))
1629                 goto out_put;
1630
1631         err = security_task_movememory(task);
1632         if (err)
1633                 goto out_put;
1634
1635         mm = get_task_mm(task);
1636         put_task_struct(task);
1637
1638         if (!mm) {
1639                 err = -EINVAL;
1640                 goto out;
1641         }
1642
1643         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1644                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1645
1646         mmput(mm);
1647 out:
1648         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1649
1650         return err;
1651
1652 out_put:
1653         put_task_struct(task);
1654         goto out;
1655
1656 }
1657
1658 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1659                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1660                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1661 {
1662         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1663 }
1664
1665
1666 /* Retrieve NUMA policy */
1667 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1668                                 unsigned long __user *nmask,
1669                                 unsigned long maxnode,
1670                                 unsigned long addr,
1671                                 unsigned long flags)
1672 {
1673         int err;
1674         int pval;
1675         nodemask_t nodes;
1676
1677         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1678                 return -EINVAL;
1679
1680         addr = untagged_addr(addr);
1681
1682         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1683
1684         if (err)
1685                 return err;
1686
1687         if (policy && put_user(pval, policy))
1688                 return -EFAULT;
1689
1690         if (nmask)
1691                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1692
1693         return err;
1694 }
1695
1696 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1697                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1698                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1699 {
1700         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1701 }
1702
1703 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1704 {
1705         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1706                 return false;
1707
1708         /*
1709          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1710          * incurring periodic faults.
1711          */
1712         if (vma_is_dax(vma))
1713                 return false;
1714
1715         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1716                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1717                 return false;
1718
1719         /*
1720          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1721          * do so then migration (at least from node to node) is not
1722          * possible.
1723          */
1724         if (vma->vm_file &&
1725                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1726                         < policy_zone)
1727                 return false;
1728         return true;
1729 }
1730
1731 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1732                                                 unsigned long addr)
1733 {
1734         struct mempolicy *pol = NULL;
1735
1736         if (vma) {
1737                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1738                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1739                 } else if (vma->vm_policy) {
1740                         pol = vma->vm_policy;
1741
1742                         /*
1743                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1744                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1745                          * count on these policies which will be dropped by
1746                          * mpol_cond_put() later
1747                          */
1748                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1749                                 mpol_get(pol);
1750                 }
1751         }
1752
1753         return pol;
1754 }
1755
1756 /*
1757  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1758  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1759  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1760  *
1761  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1762  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1763  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1764  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1765  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1766  * extra reference for shared policies.
1767  */
1768 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1769                                                 unsigned long addr)
1770 {
1771         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1772
1773         if (!pol)
1774                 pol = get_task_policy(current);
1775
1776         return pol;
1777 }
1778
1779 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1780 {
1781         struct mempolicy *pol;
1782
1783         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1784                 bool ret = false;
1785
1786                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1787                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1788                         ret = true;
1789                 mpol_cond_put(pol);
1790
1791                 return ret;
1792         }
1793
1794         pol = vma->vm_policy;
1795         if (!pol)
1796                 pol = get_task_policy(current);
1797
1798         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1799 }
1800
1801 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1802 {
1803         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1804
1805         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1806
1807         /*
1808          * if policy->nodes has movable memory only,
1809          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1810          *
1811          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1812          * so if the following test fails, it implies
1813          * policy->nodes has movable memory only.
1814          */
1815         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1816                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1817
1818         return zone >= dynamic_policy_zone;
1819 }
1820
1821 /*
1822  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1823  * page allocation
1824  */
1825 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1826 {
1827         int mode = policy->mode;
1828
1829         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1830         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1831                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1832                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1833                 return &policy->nodes;
1834
1835         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1836                 return &policy->nodes;
1837
1838         return NULL;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1843  * the given id for all other policies.
1844  *
1845  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1846  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1847  */
1848 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1849 {
1850         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1851                 nd = first_node(policy->nodes);
1852         } else {
1853                 /*
1854                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1855                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1856                  * requested node and not break the policy.
1857                  */
1858                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1859         }
1860
1861         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1862              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1863             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1864                 return policy->home_node;
1865
1866         return nd;
1867 }
1868
1869 /* Do dynamic interleaving for a process */
1870 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1871 {
1872         unsigned next;
1873         struct task_struct *me = current;
1874
1875         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1876         if (next < MAX_NUMNODES)
1877                 me->il_prev = next;
1878         return next;
1879 }
1880
1881 /*
1882  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1883  * next slab entry.
1884  */
1885 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1886 {
1887         struct mempolicy *policy;
1888         int node = numa_mem_id();
1889
1890         if (!in_task())
1891                 return node;
1892
1893         policy = current->mempolicy;
1894         if (!policy)
1895                 return node;
1896
1897         switch (policy->mode) {
1898         case MPOL_PREFERRED:
1899                 return first_node(policy->nodes);
1900
1901         case MPOL_INTERLEAVE:
1902                 return interleave_nodes(policy);
1903
1904         case MPOL_BIND:
1905         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1906         {
1907                 struct zoneref *z;
1908
1909                 /*
1910                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1911                  * first node.
1912                  */
1913                 struct zonelist *zonelist;
1914                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1915                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1916                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1917                                                         &policy->nodes);
1918                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1919         }
1920         case MPOL_LOCAL:
1921                 return node;
1922
1923         default:
1924                 BUG();
1925         }
1926 }
1927
1928 /*
1929  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1930  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1931  * number of present nodes.
1932  */
1933 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1934 {
1935         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1936         unsigned int target, nnodes;
1937         int i;
1938         int nid;
1939         /*
1940          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1941          * the stack so that it will stop changing under the code.
1942          *
1943          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1944          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1945          */
1946         barrier();
1947
1948         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1949         if (!nnodes)
1950                 return numa_node_id();
1951         target = (unsigned int)n % nnodes;
1952         nid = first_node(nodemask);
1953         for (i = 0; i < target; i++)
1954                 nid = next_node(nid, nodemask);
1955         return nid;
1956 }
1957
1958 /* Determine a node number for interleave */
1959 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1960                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1961 {
1962         if (vma) {
1963                 unsigned long off;
1964
1965                 /*
1966                  * for small pages, there is no difference between
1967                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1968                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1969                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1970                  * a useful offset.
1971                  */
1972                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1973                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1974                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1975                 return offset_il_node(pol, off);
1976         } else
1977                 return interleave_nodes(pol);
1978 }
1979
1980 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1981 /*
1982  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1983  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1984  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1985  * @gfp_flags: for requested zone
1986  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1987  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
1988  *
1989  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1990  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1991  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
1992  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
1993  *
1994  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1995  */
1996 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1997                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1998 {
1999         int nid;
2000         int mode;
2001
2002         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2003         *nodemask = NULL;
2004         mode = (*mpol)->mode;
2005
2006         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2007                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2008                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2009         } else {
2010                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2011                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2012                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2013         }
2014         return nid;
2015 }
2016
2017 /*
2018  * init_nodemask_of_mempolicy
2019  *
2020  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2021  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2022  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2023  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2024  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2025  * of non-default mempolicy.
2026  *
2027  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2028  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2029  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2030  *
2031  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2032  */
2033 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2034 {
2035         struct mempolicy *mempolicy;
2036
2037         if (!(mask && current->mempolicy))
2038                 return false;
2039
2040         task_lock(current);
2041         mempolicy = current->mempolicy;
2042         switch (mempolicy->mode) {
2043         case MPOL_PREFERRED:
2044         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2045         case MPOL_BIND:
2046         case MPOL_INTERLEAVE:
2047                 *mask = mempolicy->nodes;
2048                 break;
2049
2050         case MPOL_LOCAL:
2051                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2052                 break;
2053
2054         default:
2055                 BUG();
2056         }
2057         task_unlock(current);
2058
2059         return true;
2060 }
2061 #endif
2062
2063 /*
2064  * mempolicy_in_oom_domain
2065  *
2066  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2067  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2068  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2069  * memory allocated from all nodes in system.
2070  *
2071  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2072  */
2073 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2074                                         const nodemask_t *mask)
2075 {
2076         struct mempolicy *mempolicy;
2077         bool ret = true;
2078
2079         if (!mask)
2080                 return ret;
2081
2082         task_lock(tsk);
2083         mempolicy = tsk->mempolicy;
2084         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2085                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2086         task_unlock(tsk);
2087
2088         return ret;
2089 }
2090
2091 /* Allocate a page in interleaved policy.
2092    Own path because it needs to do special accounting. */
2093 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2094                                         unsigned nid)
2095 {
2096         struct page *page;
2097
2098         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2099         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2100         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2101                 return page;
2102         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2103                 preempt_disable();
2104                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2105                 preempt_enable();
2106         }
2107         return page;
2108 }
2109
2110 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2111                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2112 {
2113         struct page *page;
2114         gfp_t preferred_gfp;
2115
2116         /*
2117          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2118          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2119          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2120          * nodes in system.
2121          */
2122         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2123         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2124         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2125         if (!page)
2126                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2127
2128         return page;
2129 }
2130
2131 /**
2132  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2133  * @gfp: GFP flags.
2134  * @order: Order of the GFP allocation.
2135  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2136  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2137  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2138  *
2139  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2140  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2141  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2142  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2143  *
2144  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2145  */
2146 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2147                 unsigned long addr, bool hugepage)
2148 {
2149         struct mempolicy *pol;
2150         int node = numa_node_id();
2151         struct page *page;
2152         int preferred_nid;
2153         nodemask_t *nmask;
2154
2155         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2156
2157         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2158                 unsigned nid;
2159
2160                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2161                 mpol_cond_put(pol);
2162                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2163                 goto out;
2164         }
2165
2166         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2167                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2168                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2169                 mpol_cond_put(pol);
2170                 goto out;
2171         }
2172
2173         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2174                 int hpage_node = node;
2175
2176                 /*
2177                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2178                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2179                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2180                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2181                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2182                  *
2183                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2184                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2185                  */
2186                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2187                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2188
2189                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2190                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2191                         mpol_cond_put(pol);
2192                         /*
2193                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2194                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2195                          */
2196                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2197                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2198
2199                         /*
2200                          * If hugepage allocations are configured to always
2201                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2202                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2203                          * memory with both reclaim and compact as well.
2204                          */
2205                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2206                                 page = __alloc_pages(gfp, order, hpage_node, nmask);
2207
2208                         goto out;
2209                 }
2210         }
2211
2212         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2213         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2214         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2215         mpol_cond_put(pol);
2216 out:
2217         return page;
2218 }
2219 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2220
2221 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2222                 unsigned long addr, bool hugepage)
2223 {
2224         struct folio *folio;
2225
2226         folio = (struct folio *)alloc_pages_vma(gfp, order, vma, addr,
2227                         hugepage);
2228         if (folio && order > 1)
2229                 prep_transhuge_page(&folio->page);
2230
2231         return folio;
2232 }
2233
2234 /**
2235  * alloc_pages - Allocate pages.
2236  * @gfp: GFP flags.
2237  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2238  *
2239  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2240  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2241  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2242  * process is honoured when in process context.
2243  *
2244  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2245  * flags are used.
2246  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2247  */
2248 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2249 {
2250         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2251         struct page *page;
2252
2253         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2254                 pol = get_task_policy(current);
2255
2256         /*
2257          * No reference counting needed for current->mempolicy
2258          * nor system default_policy
2259          */
2260         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2261                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2262         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2263                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2264                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2265         else
2266                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2267                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2268                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2269
2270         return page;
2271 }
2272 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2273
2274 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2275 {
2276         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2277
2278         if (page && order > 1)
2279                 prep_transhuge_page(page);
2280         return (struct folio *)page;
2281 }
2282 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2283
2284 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2285                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2286                 struct page **page_array)
2287 {
2288         int nodes;
2289         unsigned long nr_pages_per_node;
2290         int delta;
2291         int i;
2292         unsigned long nr_allocated;
2293         unsigned long total_allocated = 0;
2294
2295         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2296         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2297         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2298
2299         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2300                 if (delta) {
2301                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2302                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2303                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2304                                         page_array);
2305                         delta--;
2306                 } else {
2307                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2308                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2309                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2310                 }
2311
2312                 page_array += nr_allocated;
2313                 total_allocated += nr_allocated;
2314         }
2315
2316         return total_allocated;
2317 }
2318
2319 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2320                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2321                 struct page **page_array)
2322 {
2323         gfp_t preferred_gfp;
2324         unsigned long nr_allocated = 0;
2325
2326         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2327         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2328
2329         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2330                                            nr_pages, NULL, page_array);
2331
2332         if (nr_allocated < nr_pages)
2333                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2334                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2335                                 page_array + nr_allocated);
2336         return nr_allocated;
2337 }
2338
2339 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2340  * same time in some situation such as vmalloc.
2341  *
2342  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2343  * allocate memory.
2344  */
2345 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2346                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2347 {
2348         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2349
2350         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2351                 pol = get_task_policy(current);
2352
2353         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2354                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2355                                                          nr_pages, page_array);
2356
2357         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2358                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2359                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2360
2361         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2362                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2363                                   page_array);
2364 }
2365
2366 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2367 {
2368         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2369
2370         if (IS_ERR(pol))
2371                 return PTR_ERR(pol);
2372         dst->vm_policy = pol;
2373         return 0;
2374 }
2375
2376 /*
2377  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2378  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2379  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2380  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2381  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2382  *
2383  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2384  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2385  */
2386
2387 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2388 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2389 {
2390         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2391
2392         if (!new)
2393                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2394
2395         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2396         if (old == current->mempolicy) {
2397                 task_lock(current);
2398                 *new = *old;
2399                 task_unlock(current);
2400         } else
2401                 *new = *old;
2402
2403         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2404                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2405                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2406         }
2407         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2408         return new;
2409 }
2410
2411 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2412 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2413 {
2414         if (!a || !b)
2415                 return false;
2416         if (a->mode != b->mode)
2417                 return false;
2418         if (a->flags != b->flags)
2419                 return false;
2420         if (a->home_node != b->home_node)
2421                 return false;
2422         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2423                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2424                         return false;
2425
2426         switch (a->mode) {
2427         case MPOL_BIND:
2428         case MPOL_INTERLEAVE:
2429         case MPOL_PREFERRED:
2430         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2431                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2432         case MPOL_LOCAL:
2433                 return true;
2434         default:
2435                 BUG();
2436                 return false;
2437         }
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Shared memory backing store policy support.
2442  *
2443  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2444  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2445  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2446  * for any accesses to the tree.
2447  */
2448
2449 /*
2450  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2451  * reading or for writing
2452  */
2453 static struct sp_node *
2454 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2455 {
2456         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2457
2458         while (n) {
2459                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2460
2461                 if (start >= p->end)
2462                         n = n->rb_right;
2463                 else if (end <= p->start)
2464                         n = n->rb_left;
2465                 else
2466                         break;
2467         }
2468         if (!n)
2469                 return NULL;
2470         for (;;) {
2471                 struct sp_node *w = NULL;
2472                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2473                 if (!prev)
2474                         break;
2475                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2476                 if (w->end <= start)
2477                         break;
2478                 n = prev;
2479         }
2480         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2485  * writing.
2486  */
2487 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2488 {
2489         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2490         struct rb_node *parent = NULL;
2491         struct sp_node *nd;
2492
2493         while (*p) {
2494                 parent = *p;
2495                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2496                 if (new->start < nd->start)
2497                         p = &(*p)->rb_left;
2498                 else if (new->end > nd->end)
2499                         p = &(*p)->rb_right;
2500                 else
2501                         BUG();
2502         }
2503         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2504         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2505         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2506                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2507 }
2508
2509 /* Find shared policy intersecting idx */
2510 struct mempolicy *
2511 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2512 {
2513         struct mempolicy *pol = NULL;
2514         struct sp_node *sn;
2515
2516         if (!sp->root.rb_node)
2517                 return NULL;
2518         read_lock(&sp->lock);
2519         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2520         if (sn) {
2521                 mpol_get(sn->policy);
2522                 pol = sn->policy;
2523         }
2524         read_unlock(&sp->lock);
2525         return pol;
2526 }
2527
2528 static void sp_free(struct sp_node *n)
2529 {
2530         mpol_put(n->policy);
2531         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2532 }
2533
2534 /**
2535  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2536  *
2537  * @page: page to be checked
2538  * @vma: vm area where page mapped
2539  * @addr: virtual address where page mapped
2540  *
2541  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2542  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2543  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2544  *
2545  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2546  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2547  */
2548 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2549 {
2550         struct mempolicy *pol;
2551         struct zoneref *z;
2552         int curnid = page_to_nid(page);
2553         unsigned long pgoff;
2554         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2555         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2556         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2557         int ret = NUMA_NO_NODE;
2558
2559         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2560         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2561                 goto out;
2562
2563         switch (pol->mode) {
2564         case MPOL_INTERLEAVE:
2565                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2566                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2567                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2568                 break;
2569
2570         case MPOL_PREFERRED:
2571                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2572                         goto out;
2573                 polnid = first_node(pol->nodes);
2574                 break;
2575
2576         case MPOL_LOCAL:
2577                 polnid = numa_node_id();
2578                 break;
2579
2580         case MPOL_BIND:
2581                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2582                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2583                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2584                                 break;
2585                         goto out;
2586                 }
2587                 fallthrough;
2588
2589         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2590                 /*
2591                  * use current page if in policy nodemask,
2592                  * else select nearest allowed node, if any.
2593                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2594                  */
2595                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2596                         goto out;
2597                 z = first_zones_zonelist(
2598                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2599                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2600                                 &pol->nodes);
2601                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2602                 break;
2603
2604         default:
2605                 BUG();
2606         }
2607
2608         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2609         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2610                 polnid = thisnid;
2611
2612                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2613                         goto out;
2614         }
2615
2616         if (curnid != polnid)
2617                 ret = polnid;
2618 out:
2619         mpol_cond_put(pol);
2620
2621         return ret;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2626  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2627  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2628  * policy.
2629  */
2630 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2631 {
2632         struct mempolicy *pol;
2633
2634         task_lock(task);
2635         pol = task->mempolicy;
2636         task->mempolicy = NULL;
2637         task_unlock(task);
2638         mpol_put(pol);
2639 }
2640
2641 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2642 {
2643         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2644         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2645         sp_free(n);
2646 }
2647
2648 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2649                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2650 {
2651         node->start = start;
2652         node->end = end;
2653         node->policy = pol;
2654 }
2655
2656 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2657                                 struct mempolicy *pol)
2658 {
2659         struct sp_node *n;
2660         struct mempolicy *newpol;
2661
2662         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2663         if (!n)
2664                 return NULL;
2665
2666         newpol = mpol_dup(pol);
2667         if (IS_ERR(newpol)) {
2668                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2669                 return NULL;
2670         }
2671         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2672         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2673
2674         return n;
2675 }
2676
2677 /* Replace a policy range. */
2678 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2679                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2680 {
2681         struct sp_node *n;
2682         struct sp_node *n_new = NULL;
2683         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2684         int ret = 0;
2685
2686 restart:
2687         write_lock(&sp->lock);
2688         n = sp_lookup(sp, start, end);
2689         /* Take care of old policies in the same range. */
2690         while (n && n->start < end) {
2691                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2692                 if (n->start >= start) {
2693                         if (n->end <= end)
2694                                 sp_delete(sp, n);
2695                         else
2696                                 n->start = end;
2697                 } else {
2698                         /* Old policy spanning whole new range. */
2699                         if (n->end > end) {
2700                                 if (!n_new)
2701                                         goto alloc_new;
2702
2703                                 *mpol_new = *n->policy;
2704                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2705                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2706                                 n->end = start;
2707                                 sp_insert(sp, n_new);
2708                                 n_new = NULL;
2709                                 mpol_new = NULL;
2710                                 break;
2711                         } else
2712                                 n->end = start;
2713                 }
2714                 if (!next)
2715                         break;
2716                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2717         }
2718         if (new)
2719                 sp_insert(sp, new);
2720         write_unlock(&sp->lock);
2721         ret = 0;
2722
2723 err_out:
2724         if (mpol_new)
2725                 mpol_put(mpol_new);
2726         if (n_new)
2727                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2728
2729         return ret;
2730
2731 alloc_new:
2732         write_unlock(&sp->lock);
2733         ret = -ENOMEM;
2734         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2735         if (!n_new)
2736                 goto err_out;
2737         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2738         if (!mpol_new)
2739                 goto err_out;
2740         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2741         goto restart;
2742 }
2743
2744 /**
2745  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2746  * @sp: pointer to inode shared policy
2747  * @mpol:  struct mempolicy to install
2748  *
2749  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2750  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2751  * This must be released on exit.
2752  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2753  */
2754 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2755 {
2756         int ret;
2757
2758         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2759         rwlock_init(&sp->lock);
2760
2761         if (mpol) {
2762                 struct vm_area_struct pvma;
2763                 struct mempolicy *new;
2764                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2765
2766                 if (!scratch)
2767                         goto put_mpol;
2768                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2769                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2770                 if (IS_ERR(new))
2771                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2772
2773                 task_lock(current);
2774                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2775                 task_unlock(current);
2776                 if (ret)
2777                         goto put_new;
2778
2779                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2780                 vma_init(&pvma, NULL);
2781                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2782                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2783
2784 put_new:
2785                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2786 free_scratch:
2787                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2788 put_mpol:
2789                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2790         }
2791 }
2792
2793 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2794                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2795 {
2796         int err;
2797         struct sp_node *new = NULL;
2798         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2799
2800         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2801                  vma->vm_pgoff,
2802                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2803                  npol ? npol->flags : -1,
2804                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2805
2806         if (npol) {
2807                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2808                 if (!new)
2809                         return -ENOMEM;
2810         }
2811         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2812         if (err && new)
2813                 sp_free(new);
2814         return err;
2815 }
2816
2817 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2818 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2819 {
2820         struct sp_node *n;
2821         struct rb_node *next;
2822
2823         if (!p->root.rb_node)
2824                 return;
2825         write_lock(&p->lock);
2826         next = rb_first(&p->root);
2827         while (next) {
2828                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2829                 next = rb_next(&n->nd);
2830                 sp_delete(p, n);
2831         }
2832         write_unlock(&p->lock);
2833 }
2834
2835 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2836 static int __initdata numabalancing_override;
2837
2838 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2839 {
2840         bool numabalancing_default = false;
2841
2842         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2843                 numabalancing_default = true;
2844
2845         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2846         if (numabalancing_override)
2847                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2848
2849         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2850                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2851                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2852                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2853         }
2854 }
2855
2856 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2857 {
2858         int ret = 0;
2859         if (!str)
2860                 goto out;
2861
2862         if (!strcmp(str, "enable")) {
2863                 numabalancing_override = 1;
2864                 ret = 1;
2865         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2866                 numabalancing_override = -1;
2867                 ret = 1;
2868         }
2869 out:
2870         if (!ret)
2871                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2872
2873         return ret;
2874 }
2875 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2876 #else
2877 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2878 {
2879 }
2880 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2881
2882 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2883 void __init numa_policy_init(void)
2884 {
2885         nodemask_t interleave_nodes;
2886         unsigned long largest = 0;
2887         int nid, prefer = 0;
2888
2889         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2890                                          sizeof(struct mempolicy),
2891                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2892
2893         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2894                                      sizeof(struct sp_node),
2895                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2896
2897         for_each_node(nid) {
2898                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2899                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2900                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2901                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2902                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2903                 };
2904         }
2905
2906         /*
2907          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2908          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2909          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2910          */
2911         nodes_clear(interleave_nodes);
2912         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2913                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2914
2915                 /* Preserve the largest node */
2916                 if (largest < total_pages) {
2917                         largest = total_pages;
2918                         prefer = nid;
2919                 }
2920
2921                 /* Interleave this node? */
2922                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2923                         node_set(nid, interleave_nodes);
2924         }
2925
2926         /* All too small, use the largest */
2927         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2928                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2929
2930         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2931                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2932
2933         check_numabalancing_enable();
2934 }
2935
2936 /* Reset policy of current process to default */
2937 void numa_default_policy(void)
2938 {
2939         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * Parse and format mempolicy from/to strings
2944  */
2945
2946 static const char * const policy_modes[] =
2947 {
2948         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2949         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2950         [MPOL_BIND]       = "bind",
2951         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2952         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2953         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2954 };
2955
2956
2957 #ifdef CONFIG_TMPFS
2958 /**
2959  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2960  * @str:  string containing mempolicy to parse
2961  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2962  *
2963  * Format of input:
2964  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2965  *
2966  * Return: %0 on success, else %1
2967  */
2968 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2969 {
2970         struct mempolicy *new = NULL;
2971         unsigned short mode_flags;
2972         nodemask_t nodes;
2973         char *nodelist = strchr(str, ':');
2974         char *flags = strchr(str, '=');
2975         int err = 1, mode;
2976
2977         if (flags)
2978                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2979
2980         if (nodelist) {
2981                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2982                 *nodelist++ = '\0';
2983                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2984                         goto out;
2985                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2986                         goto out;
2987         } else
2988                 nodes_clear(nodes);
2989
2990         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2991         if (mode < 0)
2992                 goto out;
2993
2994         switch (mode) {
2995         case MPOL_PREFERRED:
2996                 /*
2997                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2998                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2999                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3000                  */
3001                 if (nodelist) {
3002                         char *rest = nodelist;
3003                         while (isdigit(*rest))
3004                                 rest++;
3005                         if (*rest)
3006                                 goto out;
3007                         if (nodes_empty(nodes))
3008                                 goto out;
3009                 }
3010                 break;
3011         case MPOL_INTERLEAVE:
3012                 /*
3013                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3014                  */
3015                 if (!nodelist)
3016                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3017                 break;
3018         case MPOL_LOCAL:
3019                 /*
3020                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3021                  */
3022                 if (nodelist)
3023                         goto out;
3024                 break;
3025         case MPOL_DEFAULT:
3026                 /*
3027                  * Insist on a empty nodelist
3028                  */
3029                 if (!nodelist)
3030                         err = 0;
3031                 goto out;
3032         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3033         case MPOL_BIND:
3034                 /*
3035                  * Insist on a nodelist
3036                  */
3037                 if (!nodelist)
3038                         goto out;
3039         }
3040
3041         mode_flags = 0;
3042         if (flags) {
3043                 /*
3044                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3045                  * mode flags.
3046                  */
3047                 if (!strcmp(flags, "static"))
3048                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3049                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3050                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3051                 else
3052                         goto out;
3053         }
3054
3055         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3056         if (IS_ERR(new))
3057                 goto out;
3058
3059         /*
3060          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3061          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3062          */
3063         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3064                 new->nodes = nodes;
3065         } else if (nodelist) {
3066                 nodes_clear(new->nodes);
3067                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3068         } else {
3069                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3070         }
3071
3072         /*
3073          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3074          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3075          */
3076         new->w.user_nodemask = nodes;
3077
3078         err = 0;
3079
3080 out:
3081         /* Restore string for error message */
3082         if (nodelist)
3083                 *--nodelist = ':';
3084         if (flags)
3085                 *--flags = '=';
3086         if (!err)
3087                 *mpol = new;
3088         return err;
3089 }
3090 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3091
3092 /**
3093  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3094  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3095  * @maxlen:  length of @buffer
3096  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3097  *
3098  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3099  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3100  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3101  */
3102 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3103 {
3104         char *p = buffer;
3105         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3106         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3107         unsigned short flags = 0;
3108
3109         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3110                 mode = pol->mode;
3111                 flags = pol->flags;
3112         }
3113
3114         switch (mode) {
3115         case MPOL_DEFAULT:
3116         case MPOL_LOCAL:
3117                 break;
3118         case MPOL_PREFERRED:
3119         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3120         case MPOL_BIND:
3121         case MPOL_INTERLEAVE:
3122                 nodes = pol->nodes;
3123                 break;
3124         default:
3125                 WARN_ON_ONCE(1);
3126                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3127                 return;
3128         }
3129
3130         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3131
3132         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3133                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3134
3135                 /*
3136                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3137                  */
3138                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3139                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3140                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3141                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3142         }
3143
3144         if (!nodes_empty(nodes))
3145                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3146                                nodemask_pr_args(&nodes));
3147 }