Merge tag 'clk-fixes-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 four 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  * 2 - THP was split.
449  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
450  *        existing page was already on a node that does not follow the
451  *        policy.
452  */
453 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
454                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
455         __releases(ptl)
456 {
457         int ret = 0;
458         struct page *page;
459         struct queue_pages *qp = walk->private;
460         unsigned long flags;
461
462         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
463                 ret = -EIO;
464                 goto unlock;
465         }
466         page = pmd_page(*pmd);
467         if (is_huge_zero_page(page)) {
468                 spin_unlock(ptl);
469                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
470                 goto out;
471         }
472         if (!queue_pages_required(page, qp))
473                 goto unlock;
474
475         flags = qp->flags;
476         /* go to thp migration */
477         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
478                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
479                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
480                         ret = 1;
481                         goto unlock;
482                 }
483         } else
484                 ret = -EIO;
485 unlock:
486         spin_unlock(ptl);
487 out:
488         return ret;
489 }
490
491 /*
492  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
493  * and move them to the pagelist if they do.
494  *
495  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
496  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
497  *     special page is met, i.e. zero page.
498  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
499  *     specified.
500  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
501  *        on a node that does not follow the policy.
502  */
503 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
504                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
505 {
506         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
507         struct page *page;
508         struct queue_pages *qp = walk->private;
509         unsigned long flags = qp->flags;
510         int ret;
511         bool has_unmovable = false;
512         pte_t *pte, *mapped_pte;
513         spinlock_t *ptl;
514
515         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
516         if (ptl) {
517                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
518                 if (ret != 2)
519                         return ret;
520         }
521         /* THP was split, fall through to pte walk */
522
523         if (pmd_trans_unstable(pmd))
524                 return 0;
525
526         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
527         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
528                 if (!pte_present(*pte))
529                         continue;
530                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
531                 if (!page)
532                         continue;
533                 /*
534                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
535                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
536                  */
537                 if (PageReserved(page))
538                         continue;
539                 if (!queue_pages_required(page, qp))
540                         continue;
541                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
542                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
543                         if (!vma_migratable(vma)) {
544                                 has_unmovable = true;
545                                 break;
546                         }
547
548                         /*
549                          * Do not abort immediately since there may be
550                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
551                          * need migrate other LRU pages.
552                          */
553                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
554                                 has_unmovable = true;
555                 } else
556                         break;
557         }
558         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
559         cond_resched();
560
561         if (has_unmovable)
562                 return 1;
563
564         return addr != end ? -EIO : 0;
565 }
566
567 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
568                                unsigned long addr, unsigned long end,
569                                struct mm_walk *walk)
570 {
571         int ret = 0;
572 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
573         struct queue_pages *qp = walk->private;
574         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
575         struct page *page;
576         spinlock_t *ptl;
577         pte_t entry;
578
579         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
580         entry = huge_ptep_get(pte);
581         if (!pte_present(entry))
582                 goto unlock;
583         page = pte_page(entry);
584         if (!queue_pages_required(page, qp))
585                 goto unlock;
586
587         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
588                 /*
589                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
590                  * need to further check other vma.
591                  */
592                 ret = -EIO;
593                 goto unlock;
594         }
595
596         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
597                 /*
598                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
599                  * stopped walking current vma.
600                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
601                  * have been queued.
602                  */
603                 ret = 1;
604                 goto unlock;
605         }
606
607         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
608         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
609             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
610                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
611                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
612                         /*
613                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
614                          * which have been queued.
615                          */
616                         ret = 1;
617         }
618 unlock:
619         spin_unlock(ptl);
620 #else
621         BUG();
622 #endif
623         return ret;
624 }
625
626 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
627 /*
628  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
629  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
630  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
631  *
632  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
633  * an architecture makes a different choice, it will need further
634  * changes to the core.
635  */
636 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
637                         unsigned long addr, unsigned long end)
638 {
639         int nr_updated;
640
641         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
642         if (nr_updated)
643                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
644
645         return nr_updated;
646 }
647 #else
648 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
649                         unsigned long addr, unsigned long end)
650 {
651         return 0;
652 }
653 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
654
655 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
656                                 struct mm_walk *walk)
657 {
658         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
659         struct queue_pages *qp = walk->private;
660         unsigned long endvma = vma->vm_end;
661         unsigned long flags = qp->flags;
662
663         /* range check first */
664         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
665
666         if (!qp->first) {
667                 qp->first = vma;
668                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
669                         (qp->start < vma->vm_start))
670                         /* hole at head side of range */
671                         return -EFAULT;
672         }
673         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
674                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
675                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
676                 /* hole at middle or tail of range */
677                 return -EFAULT;
678
679         /*
680          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
681          * regardless of vma_migratable
682          */
683         if (!vma_migratable(vma) &&
684             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
685                 return 1;
686
687         if (endvma > end)
688                 endvma = end;
689
690         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
691                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
692                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
693                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
694                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
695                 return 1;
696         }
697
698         /* queue pages from current vma */
699         if (flags & MPOL_MF_VALID)
700                 return 0;
701         return 1;
702 }
703
704 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
705         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
706         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
707         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
708 };
709
710 /*
711  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
712  *
713  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
714  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
715  * passed via @private.
716  *
717  * queue_pages_range() has three possible return values:
718  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
719  *     specified.
720  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
721  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
722  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
723  *         your accessible address space (-EFAULT)
724  */
725 static int
726 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
727                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
728                 struct list_head *pagelist)
729 {
730         int err;
731         struct queue_pages qp = {
732                 .pagelist = pagelist,
733                 .flags = flags,
734                 .nmask = nodes,
735                 .start = start,
736                 .end = end,
737                 .first = NULL,
738         };
739
740         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
741
742         if (!qp.first)
743                 /* whole range in hole */
744                 err = -EFAULT;
745
746         return err;
747 }
748
749 /*
750  * Apply policy to a single VMA
751  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
752  */
753 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
754                                                 struct mempolicy *pol)
755 {
756         int err;
757         struct mempolicy *old;
758         struct mempolicy *new;
759
760         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
761                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
762                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
763                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
764
765         new = mpol_dup(pol);
766         if (IS_ERR(new))
767                 return PTR_ERR(new);
768
769         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
770                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
771                 if (err)
772                         goto err_out;
773         }
774
775         old = vma->vm_policy;
776         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
777         mpol_put(old);
778
779         return 0;
780  err_out:
781         mpol_put(new);
782         return err;
783 }
784
785 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
786 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
787                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
788 {
789         struct vm_area_struct *next;
790         struct vm_area_struct *prev;
791         struct vm_area_struct *vma;
792         int err = 0;
793         pgoff_t pgoff;
794         unsigned long vmstart;
795         unsigned long vmend;
796
797         vma = find_vma(mm, start);
798         VM_BUG_ON(!vma);
799
800         prev = vma->vm_prev;
801         if (start > vma->vm_start)
802                 prev = vma;
803
804         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
805                 next = vma->vm_next;
806                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
807                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
808
809                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
810                         continue;
811
812                 pgoff = vma->vm_pgoff +
813                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
814                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
815                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
816                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
817                                  vma_anon_name(vma));
818                 if (prev) {
819                         vma = prev;
820                         next = vma->vm_next;
821                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
822                                 continue;
823                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
824                         goto replace;
825                 }
826                 if (vma->vm_start != vmstart) {
827                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
828                         if (err)
829                                 goto out;
830                 }
831                 if (vma->vm_end != vmend) {
832                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
833                         if (err)
834                                 goto out;
835                 }
836  replace:
837                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
838                 if (err)
839                         goto out;
840         }
841
842  out:
843         return err;
844 }
845
846 /* Set the process memory policy */
847 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
848                              nodemask_t *nodes)
849 {
850         struct mempolicy *new, *old;
851         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
852         int ret;
853
854         if (!scratch)
855                 return -ENOMEM;
856
857         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
858         if (IS_ERR(new)) {
859                 ret = PTR_ERR(new);
860                 goto out;
861         }
862
863         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
864         if (ret) {
865                 mpol_put(new);
866                 goto out;
867         }
868         task_lock(current);
869         old = current->mempolicy;
870         current->mempolicy = new;
871         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
872                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
873         task_unlock(current);
874         mpol_put(old);
875         ret = 0;
876 out:
877         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
878         return ret;
879 }
880
881 /*
882  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
883  *
884  * Called with task's alloc_lock held
885  */
886 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
887 {
888         nodes_clear(*nodes);
889         if (p == &default_policy)
890                 return;
891
892         switch (p->mode) {
893         case MPOL_BIND:
894         case MPOL_INTERLEAVE:
895         case MPOL_PREFERRED:
896         case MPOL_PREFERRED_MANY:
897                 *nodes = p->nodes;
898                 break;
899         case MPOL_LOCAL:
900                 /* return empty node mask for local allocation */
901                 break;
902         default:
903                 BUG();
904         }
905 }
906
907 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
908 {
909         struct page *p = NULL;
910         int err;
911
912         int locked = 1;
913         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
914         if (err > 0) {
915                 err = page_to_nid(p);
916                 put_page(p);
917         }
918         if (locked)
919                 mmap_read_unlock(mm);
920         return err;
921 }
922
923 /* Retrieve NUMA policy */
924 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
925                              unsigned long addr, unsigned long flags)
926 {
927         int err;
928         struct mm_struct *mm = current->mm;
929         struct vm_area_struct *vma = NULL;
930         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
931
932         if (flags &
933                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
934                 return -EINVAL;
935
936         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
937                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
938                         return -EINVAL;
939                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
940                 task_lock(current);
941                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
942                 task_unlock(current);
943                 return 0;
944         }
945
946         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
947                 /*
948                  * Do NOT fall back to task policy if the
949                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
950                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
951                  */
952                 mmap_read_lock(mm);
953                 vma = vma_lookup(mm, addr);
954                 if (!vma) {
955                         mmap_read_unlock(mm);
956                         return -EFAULT;
957                 }
958                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
959                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
960                 else
961                         pol = vma->vm_policy;
962         } else if (addr)
963                 return -EINVAL;
964
965         if (!pol)
966                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
967
968         if (flags & MPOL_F_NODE) {
969                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
970                         /*
971                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
972                          * will drop the mmap_lock, so after calling
973                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
974                          * is stale.
975                          */
976                         pol_refcount = pol;
977                         vma = NULL;
978                         mpol_get(pol);
979                         err = lookup_node(mm, addr);
980                         if (err < 0)
981                                 goto out;
982                         *policy = err;
983                 } else if (pol == current->mempolicy &&
984                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
985                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
986                 } else {
987                         err = -EINVAL;
988                         goto out;
989                 }
990         } else {
991                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
992                                                 pol->mode;
993                 /*
994                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
995                  * the policy to userspace.
996                  */
997                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
998         }
999
1000         err = 0;
1001         if (nmask) {
1002                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1003                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1004                 } else {
1005                         task_lock(current);
1006                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1007                         task_unlock(current);
1008                 }
1009         }
1010
1011  out:
1012         mpol_cond_put(pol);
1013         if (vma)
1014                 mmap_read_unlock(mm);
1015         if (pol_refcount)
1016                 mpol_put(pol_refcount);
1017         return err;
1018 }
1019
1020 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1021 /*
1022  * page migration, thp tail pages can be passed.
1023  */
1024 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1025                                 unsigned long flags)
1026 {
1027         struct page *head = compound_head(page);
1028         /*
1029          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1030          */
1031         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1032                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1033                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1034                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1035                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1036                                 thp_nr_pages(head));
1037                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1038                         /*
1039                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1040                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1041                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1042                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1043                          * should return -EIO for this case too.
1044                          */
1045                         return -EIO;
1046                 }
1047         }
1048
1049         return 0;
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Migrate pages from one node to a target node.
1054  * Returns error or the number of pages not migrated.
1055  */
1056 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1057                            int flags)
1058 {
1059         nodemask_t nmask;
1060         LIST_HEAD(pagelist);
1061         int err = 0;
1062         struct migration_target_control mtc = {
1063                 .nid = dest,
1064                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1065         };
1066
1067         nodes_clear(nmask);
1068         node_set(source, nmask);
1069
1070         /*
1071          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1072          * need migration.  Between passing in the full user address
1073          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1074          */
1075         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1076         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1077                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1078
1079         if (!list_empty(&pagelist)) {
1080                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1081                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1082                 if (err)
1083                         putback_movable_pages(&pagelist);
1084         }
1085
1086         return err;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1091  * layout as much as possible.
1092  *
1093  * Returns the number of page that could not be moved.
1094  */
1095 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1096                      const nodemask_t *to, int flags)
1097 {
1098         int busy = 0;
1099         int err = 0;
1100         nodemask_t tmp;
1101
1102         lru_cache_disable();
1103
1104         mmap_read_lock(mm);
1105
1106         /*
1107          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1108          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1109          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1110          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1111          *
1112          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1113          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1114          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1115          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1116          *
1117          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1118          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1119          * (nothing left to migrate).
1120          *
1121          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1122          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1123          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1124          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1125          * before migrating outgoing memory source that same node.
1126          *
1127          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1128          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1129          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1130          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1131          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1132          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1133          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1134          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1135          */
1136
1137         tmp = *from;
1138         while (!nodes_empty(tmp)) {
1139                 int s, d;
1140                 int source = NUMA_NO_NODE;
1141                 int dest = 0;
1142
1143                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1144
1145                         /*
1146                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1147                          * node relationship of the pages established between
1148                          * threads and memory areas.
1149                          *
1150                          * However if the number of source nodes is not equal to
1151                          * the number of destination nodes we can not preserve
1152                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1153                          * copying memory from a node that is in the destination
1154                          * mask.
1155                          *
1156                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1157                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1158                          */
1159
1160                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1161                                                 (node_isset(s, *to)))
1162                                 continue;
1163
1164                         d = node_remap(s, *from, *to);
1165                         if (s == d)
1166                                 continue;
1167
1168                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1169                         dest = d;
1170
1171                         /* dest not in remaining from nodes? */
1172                         if (!node_isset(dest, tmp))
1173                                 break;
1174                 }
1175                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1176                         break;
1177
1178                 node_clear(source, tmp);
1179                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1180                 if (err > 0)
1181                         busy += err;
1182                 if (err < 0)
1183                         break;
1184         }
1185         mmap_read_unlock(mm);
1186
1187         lru_cache_enable();
1188         if (err < 0)
1189                 return err;
1190         return busy;
1191
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1196  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1197  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1198  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1199  * is in virtual address order.
1200  */
1201 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1202 {
1203         struct vm_area_struct *vma;
1204         unsigned long address;
1205
1206         vma = find_vma(current->mm, start);
1207         while (vma) {
1208                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1209                 if (address != -EFAULT)
1210                         break;
1211                 vma = vma->vm_next;
1212         }
1213
1214         if (PageHuge(page)) {
1215                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1216                                 vma, address);
1217         } else if (PageTransHuge(page)) {
1218                 struct page *thp;
1219
1220                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1221                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1222                 if (!thp)
1223                         return NULL;
1224                 prep_transhuge_page(thp);
1225                 return thp;
1226         }
1227         /*
1228          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1229          */
1230         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1231                         vma, address);
1232 }
1233 #else
1234
1235 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1236                                 unsigned long flags)
1237 {
1238         return -EIO;
1239 }
1240
1241 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1242                      const nodemask_t *to, int flags)
1243 {
1244         return -ENOSYS;
1245 }
1246
1247 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1248 {
1249         return NULL;
1250 }
1251 #endif
1252
1253 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1254                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1255                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1256 {
1257         struct mm_struct *mm = current->mm;
1258         struct mempolicy *new;
1259         unsigned long end;
1260         int err;
1261         int ret;
1262         LIST_HEAD(pagelist);
1263
1264         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1265                 return -EINVAL;
1266         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1267                 return -EPERM;
1268
1269         if (start & ~PAGE_MASK)
1270                 return -EINVAL;
1271
1272         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1273                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1274
1275         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1276         end = start + len;
1277
1278         if (end < start)
1279                 return -EINVAL;
1280         if (end == start)
1281                 return 0;
1282
1283         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1284         if (IS_ERR(new))
1285                 return PTR_ERR(new);
1286
1287         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1288                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1289
1290         /*
1291          * If we are using the default policy then operation
1292          * on discontinuous address spaces is okay after all
1293          */
1294         if (!new)
1295                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1296
1297         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1298                  start, start + len, mode, mode_flags,
1299                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1300
1301         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1302
1303                 lru_cache_disable();
1304         }
1305         {
1306                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1307                 if (scratch) {
1308                         mmap_write_lock(mm);
1309                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1310                         if (err)
1311                                 mmap_write_unlock(mm);
1312                 } else
1313                         err = -ENOMEM;
1314                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1315         }
1316         if (err)
1317                 goto mpol_out;
1318
1319         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1320                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1321
1322         if (ret < 0) {
1323                 err = ret;
1324                 goto up_out;
1325         }
1326
1327         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1328
1329         if (!err) {
1330                 int nr_failed = 0;
1331
1332                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1333                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1334                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1335                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1336                         if (nr_failed)
1337                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1338                 }
1339
1340                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1341                         err = -EIO;
1342         } else {
1343 up_out:
1344                 if (!list_empty(&pagelist))
1345                         putback_movable_pages(&pagelist);
1346         }
1347
1348         mmap_write_unlock(mm);
1349 mpol_out:
1350         mpol_put(new);
1351         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1352                 lru_cache_enable();
1353         return err;
1354 }
1355
1356 /*
1357  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1358  */
1359 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1360                       unsigned long maxnode)
1361 {
1362         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1363         int ret;
1364
1365         if (in_compat_syscall())
1366                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1367                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1368                                         maxnode);
1369         else
1370                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1371                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1372
1373         if (ret)
1374                 return -EFAULT;
1375
1376         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1377                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1378
1379         return 0;
1380 }
1381
1382 /* Copy a node mask from user space. */
1383 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1384                      unsigned long maxnode)
1385 {
1386         --maxnode;
1387         nodes_clear(*nodes);
1388         if (maxnode == 0 || !nmask)
1389                 return 0;
1390         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1391                 return -EINVAL;
1392
1393         /*
1394          * When the user specified more nodes than supported just check
1395          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1396          * starting at the end.
1397          */
1398         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1399                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1400                 unsigned long t;
1401
1402                 if (get_bitmap(&t, &nmask[maxnode / BITS_PER_LONG], bits))
1403                         return -EFAULT;
1404
1405                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1406                         maxnode -= bits;
1407                 } else {
1408                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1409                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1410                 }
1411                 if (t)
1412                         return -EINVAL;
1413         }
1414
1415         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1416 }
1417
1418 /* Copy a kernel node mask to user space */
1419 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1420                               nodemask_t *nodes)
1421 {
1422         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1423         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1424         bool compat = in_compat_syscall();
1425
1426         if (compat)
1427                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1428
1429         if (copy > nbytes) {
1430                 if (copy > PAGE_SIZE)
1431                         return -EINVAL;
1432                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1433                         return -EFAULT;
1434                 copy = nbytes;
1435                 maxnode = nr_node_ids;
1436         }
1437
1438         if (compat)
1439                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1440                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1441
1442         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1443 }
1444
1445 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1446 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1447 {
1448         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1449         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1450
1451         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1452                 return -EINVAL;
1453         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1454                 return -EINVAL;
1455         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1456                 if (*mode != MPOL_BIND)
1457                         return -EINVAL;
1458                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1459         }
1460         return 0;
1461 }
1462
1463 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1464                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1465                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1466 {
1467         unsigned short mode_flags;
1468         nodemask_t nodes;
1469         int lmode = mode;
1470         int err;
1471
1472         start = untagged_addr(start);
1473         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1474         if (err)
1475                 return err;
1476
1477         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1478         if (err)
1479                 return err;
1480
1481         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1482 }
1483
1484 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1485                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1486 {
1487         struct mm_struct *mm = current->mm;
1488         struct vm_area_struct *vma;
1489         struct mempolicy *new;
1490         unsigned long vmstart;
1491         unsigned long vmend;
1492         unsigned long end;
1493         int err = -ENOENT;
1494
1495         start = untagged_addr(start);
1496         if (start & ~PAGE_MASK)
1497                 return -EINVAL;
1498         /*
1499          * flags is used for future extension if any.
1500          */
1501         if (flags != 0)
1502                 return -EINVAL;
1503
1504         /*
1505          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1506          * NODE_DATA.
1507          */
1508         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1509                 return -EINVAL;
1510
1511         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1512         end = start + len;
1513
1514         if (end < start)
1515                 return -EINVAL;
1516         if (end == start)
1517                 return 0;
1518         mmap_write_lock(mm);
1519         vma = find_vma(mm, start);
1520         for (; vma && vma->vm_start < end;  vma = vma->vm_next) {
1521
1522                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1523                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1524                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1525                 if (IS_ERR(new)) {
1526                         err = PTR_ERR(new);
1527                         break;
1528                 }
1529                 /*
1530                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1531                  */
1532                 if (!new)
1533                         continue;
1534
1535                 /*
1536                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1537                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1538                  * the home node for vmas we already updated before.
1539                  */
1540                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1541                         err = -EOPNOTSUPP;
1542                         break;
1543                 }
1544
1545                 new->home_node = home_node;
1546                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1547                 mpol_put(new);
1548                 if (err)
1549                         break;
1550         }
1551         mmap_write_unlock(mm);
1552         return err;
1553 }
1554
1555 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1556                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1557                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1558 {
1559         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1560 }
1561
1562 /* Set the process memory policy */
1563 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1564                                  unsigned long maxnode)
1565 {
1566         unsigned short mode_flags;
1567         nodemask_t nodes;
1568         int lmode = mode;
1569         int err;
1570
1571         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1572         if (err)
1573                 return err;
1574
1575         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1576         if (err)
1577                 return err;
1578
1579         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1580 }
1581
1582 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1583                 unsigned long, maxnode)
1584 {
1585         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1586 }
1587
1588 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1589                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1590                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1591 {
1592         struct mm_struct *mm = NULL;
1593         struct task_struct *task;
1594         nodemask_t task_nodes;
1595         int err;
1596         nodemask_t *old;
1597         nodemask_t *new;
1598         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1599
1600         if (!scratch)
1601                 return -ENOMEM;
1602
1603         old = &scratch->mask1;
1604         new = &scratch->mask2;
1605
1606         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1607         if (err)
1608                 goto out;
1609
1610         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1611         if (err)
1612                 goto out;
1613
1614         /* Find the mm_struct */
1615         rcu_read_lock();
1616         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1617         if (!task) {
1618                 rcu_read_unlock();
1619                 err = -ESRCH;
1620                 goto out;
1621         }
1622         get_task_struct(task);
1623
1624         err = -EINVAL;
1625
1626         /*
1627          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1628          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1629          */
1630         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1631                 rcu_read_unlock();
1632                 err = -EPERM;
1633                 goto out_put;
1634         }
1635         rcu_read_unlock();
1636
1637         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1638         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1639         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1640                 err = -EPERM;
1641                 goto out_put;
1642         }
1643
1644         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1645         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1646         if (nodes_empty(*new))
1647                 goto out_put;
1648
1649         err = security_task_movememory(task);
1650         if (err)
1651                 goto out_put;
1652
1653         mm = get_task_mm(task);
1654         put_task_struct(task);
1655
1656         if (!mm) {
1657                 err = -EINVAL;
1658                 goto out;
1659         }
1660
1661         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1662                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1663
1664         mmput(mm);
1665 out:
1666         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1667
1668         return err;
1669
1670 out_put:
1671         put_task_struct(task);
1672         goto out;
1673
1674 }
1675
1676 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1677                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1678                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1679 {
1680         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1681 }
1682
1683
1684 /* Retrieve NUMA policy */
1685 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1686                                 unsigned long __user *nmask,
1687                                 unsigned long maxnode,
1688                                 unsigned long addr,
1689                                 unsigned long flags)
1690 {
1691         int err;
1692         int pval;
1693         nodemask_t nodes;
1694
1695         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1696                 return -EINVAL;
1697
1698         addr = untagged_addr(addr);
1699
1700         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1701
1702         if (err)
1703                 return err;
1704
1705         if (policy && put_user(pval, policy))
1706                 return -EFAULT;
1707
1708         if (nmask)
1709                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1710
1711         return err;
1712 }
1713
1714 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1715                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1716                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1717 {
1718         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1719 }
1720
1721 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1722 {
1723         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1724                 return false;
1725
1726         /*
1727          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1728          * incurring periodic faults.
1729          */
1730         if (vma_is_dax(vma))
1731                 return false;
1732
1733         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1734                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1735                 return false;
1736
1737         /*
1738          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1739          * do so then migration (at least from node to node) is not
1740          * possible.
1741          */
1742         if (vma->vm_file &&
1743                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1744                         < policy_zone)
1745                 return false;
1746         return true;
1747 }
1748
1749 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1750                                                 unsigned long addr)
1751 {
1752         struct mempolicy *pol = NULL;
1753
1754         if (vma) {
1755                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1756                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1757                 } else if (vma->vm_policy) {
1758                         pol = vma->vm_policy;
1759
1760                         /*
1761                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1762                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1763                          * count on these policies which will be dropped by
1764                          * mpol_cond_put() later
1765                          */
1766                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1767                                 mpol_get(pol);
1768                 }
1769         }
1770
1771         return pol;
1772 }
1773
1774 /*
1775  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1776  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1777  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1778  *
1779  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1780  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1781  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1782  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1783  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1784  * extra reference for shared policies.
1785  */
1786 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1787                                                 unsigned long addr)
1788 {
1789         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1790
1791         if (!pol)
1792                 pol = get_task_policy(current);
1793
1794         return pol;
1795 }
1796
1797 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1798 {
1799         struct mempolicy *pol;
1800
1801         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1802                 bool ret = false;
1803
1804                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1805                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1806                         ret = true;
1807                 mpol_cond_put(pol);
1808
1809                 return ret;
1810         }
1811
1812         pol = vma->vm_policy;
1813         if (!pol)
1814                 pol = get_task_policy(current);
1815
1816         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1817 }
1818
1819 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1820 {
1821         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1822
1823         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1824
1825         /*
1826          * if policy->nodes has movable memory only,
1827          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1828          *
1829          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1830          * so if the following test fails, it implies
1831          * policy->nodes has movable memory only.
1832          */
1833         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1834                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1835
1836         return zone >= dynamic_policy_zone;
1837 }
1838
1839 /*
1840  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1841  * page allocation
1842  */
1843 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1844 {
1845         int mode = policy->mode;
1846
1847         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1848         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1849                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1850                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1851                 return &policy->nodes;
1852
1853         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1854                 return &policy->nodes;
1855
1856         return NULL;
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1861  * the given id for all other policies.
1862  *
1863  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1864  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1865  */
1866 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1867 {
1868         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1869                 nd = first_node(policy->nodes);
1870         } else {
1871                 /*
1872                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1873                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1874                  * requested node and not break the policy.
1875                  */
1876                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1877         }
1878
1879         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1880              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1881             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1882                 return policy->home_node;
1883
1884         return nd;
1885 }
1886
1887 /* Do dynamic interleaving for a process */
1888 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1889 {
1890         unsigned next;
1891         struct task_struct *me = current;
1892
1893         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1894         if (next < MAX_NUMNODES)
1895                 me->il_prev = next;
1896         return next;
1897 }
1898
1899 /*
1900  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1901  * next slab entry.
1902  */
1903 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1904 {
1905         struct mempolicy *policy;
1906         int node = numa_mem_id();
1907
1908         if (!in_task())
1909                 return node;
1910
1911         policy = current->mempolicy;
1912         if (!policy)
1913                 return node;
1914
1915         switch (policy->mode) {
1916         case MPOL_PREFERRED:
1917                 return first_node(policy->nodes);
1918
1919         case MPOL_INTERLEAVE:
1920                 return interleave_nodes(policy);
1921
1922         case MPOL_BIND:
1923         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1924         {
1925                 struct zoneref *z;
1926
1927                 /*
1928                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1929                  * first node.
1930                  */
1931                 struct zonelist *zonelist;
1932                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1933                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1934                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1935                                                         &policy->nodes);
1936                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1937         }
1938         case MPOL_LOCAL:
1939                 return node;
1940
1941         default:
1942                 BUG();
1943         }
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1948  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1949  * number of present nodes.
1950  */
1951 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1952 {
1953         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1954         unsigned int target, nnodes;
1955         int i;
1956         int nid;
1957         /*
1958          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1959          * the stack so that it will stop changing under the code.
1960          *
1961          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1962          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1963          */
1964         barrier();
1965
1966         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1967         if (!nnodes)
1968                 return numa_node_id();
1969         target = (unsigned int)n % nnodes;
1970         nid = first_node(nodemask);
1971         for (i = 0; i < target; i++)
1972                 nid = next_node(nid, nodemask);
1973         return nid;
1974 }
1975
1976 /* Determine a node number for interleave */
1977 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1978                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1979 {
1980         if (vma) {
1981                 unsigned long off;
1982
1983                 /*
1984                  * for small pages, there is no difference between
1985                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1986                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1987                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1988                  * a useful offset.
1989                  */
1990                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1991                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1992                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1993                 return offset_il_node(pol, off);
1994         } else
1995                 return interleave_nodes(pol);
1996 }
1997
1998 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1999 /*
2000  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2001  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2002  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2003  * @gfp_flags: for requested zone
2004  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2005  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2006  *
2007  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2008  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2009  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2010  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2011  *
2012  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2013  */
2014 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2015                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2016 {
2017         int nid;
2018         int mode;
2019
2020         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2021         *nodemask = NULL;
2022         mode = (*mpol)->mode;
2023
2024         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2025                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2026                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2027         } else {
2028                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2029                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2030                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2031         }
2032         return nid;
2033 }
2034
2035 /*
2036  * init_nodemask_of_mempolicy
2037  *
2038  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2039  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2040  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2041  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2042  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2043  * of non-default mempolicy.
2044  *
2045  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2046  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2047  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2048  *
2049  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2050  */
2051 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2052 {
2053         struct mempolicy *mempolicy;
2054
2055         if (!(mask && current->mempolicy))
2056                 return false;
2057
2058         task_lock(current);
2059         mempolicy = current->mempolicy;
2060         switch (mempolicy->mode) {
2061         case MPOL_PREFERRED:
2062         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2063         case MPOL_BIND:
2064         case MPOL_INTERLEAVE:
2065                 *mask = mempolicy->nodes;
2066                 break;
2067
2068         case MPOL_LOCAL:
2069                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2070                 break;
2071
2072         default:
2073                 BUG();
2074         }
2075         task_unlock(current);
2076
2077         return true;
2078 }
2079 #endif
2080
2081 /*
2082  * mempolicy_in_oom_domain
2083  *
2084  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2085  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2086  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2087  * memory allocated from all nodes in system.
2088  *
2089  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2090  */
2091 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2092                                         const nodemask_t *mask)
2093 {
2094         struct mempolicy *mempolicy;
2095         bool ret = true;
2096
2097         if (!mask)
2098                 return ret;
2099
2100         task_lock(tsk);
2101         mempolicy = tsk->mempolicy;
2102         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2103                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2104         task_unlock(tsk);
2105
2106         return ret;
2107 }
2108
2109 /* Allocate a page in interleaved policy.
2110    Own path because it needs to do special accounting. */
2111 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2112                                         unsigned nid)
2113 {
2114         struct page *page;
2115
2116         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2117         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2118         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2119                 return page;
2120         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2121                 preempt_disable();
2122                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2123                 preempt_enable();
2124         }
2125         return page;
2126 }
2127
2128 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2129                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2130 {
2131         struct page *page;
2132         gfp_t preferred_gfp;
2133
2134         /*
2135          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2136          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2137          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2138          * nodes in system.
2139          */
2140         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2141         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2142         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2143         if (!page)
2144                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2145
2146         return page;
2147 }
2148
2149 /**
2150  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2151  * @gfp: GFP flags.
2152  * @order: Order of the GFP allocation.
2153  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2154  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2155  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2156  *
2157  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2158  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2159  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2160  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2161  *
2162  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2163  */
2164 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2165                 unsigned long addr, bool hugepage)
2166 {
2167         struct mempolicy *pol;
2168         int node = numa_node_id();
2169         struct page *page;
2170         int preferred_nid;
2171         nodemask_t *nmask;
2172
2173         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2174
2175         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2176                 unsigned nid;
2177
2178                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2179                 mpol_cond_put(pol);
2180                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2181                 goto out;
2182         }
2183
2184         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2185                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2186                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2187                 mpol_cond_put(pol);
2188                 goto out;
2189         }
2190
2191         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2192                 int hpage_node = node;
2193
2194                 /*
2195                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2196                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2197                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2198                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2199                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2200                  *
2201                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2202                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2203                  */
2204                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2205                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2206
2207                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2208                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2209                         mpol_cond_put(pol);
2210                         /*
2211                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2212                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2213                          */
2214                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2215                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2216
2217                         /*
2218                          * If hugepage allocations are configured to always
2219                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2220                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2221                          * memory with both reclaim and compact as well.
2222                          */
2223                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2224                                 page = __alloc_pages(gfp, order, hpage_node, nmask);
2225
2226                         goto out;
2227                 }
2228         }
2229
2230         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2231         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2232         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2233         mpol_cond_put(pol);
2234 out:
2235         return page;
2236 }
2237 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2238
2239 /**
2240  * alloc_pages - Allocate pages.
2241  * @gfp: GFP flags.
2242  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2243  *
2244  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2245  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2246  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2247  * process is honoured when in process context.
2248  *
2249  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2250  * flags are used.
2251  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2252  */
2253 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2254 {
2255         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2256         struct page *page;
2257
2258         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2259                 pol = get_task_policy(current);
2260
2261         /*
2262          * No reference counting needed for current->mempolicy
2263          * nor system default_policy
2264          */
2265         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2266                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2267         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2268                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2269                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2270         else
2271                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2272                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2273                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2274
2275         return page;
2276 }
2277 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2278
2279 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2280 {
2281         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2282
2283         if (page && order > 1)
2284                 prep_transhuge_page(page);
2285         return (struct folio *)page;
2286 }
2287 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2288
2289 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2290                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2291                 struct page **page_array)
2292 {
2293         int nodes;
2294         unsigned long nr_pages_per_node;
2295         int delta;
2296         int i;
2297         unsigned long nr_allocated;
2298         unsigned long total_allocated = 0;
2299
2300         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2301         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2302         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2303
2304         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2305                 if (delta) {
2306                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2307                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2308                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2309                                         page_array);
2310                         delta--;
2311                 } else {
2312                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2313                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2314                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2315                 }
2316
2317                 page_array += nr_allocated;
2318                 total_allocated += nr_allocated;
2319         }
2320
2321         return total_allocated;
2322 }
2323
2324 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2325                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2326                 struct page **page_array)
2327 {
2328         gfp_t preferred_gfp;
2329         unsigned long nr_allocated = 0;
2330
2331         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2332         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2333
2334         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2335                                            nr_pages, NULL, page_array);
2336
2337         if (nr_allocated < nr_pages)
2338                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2339                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2340                                 page_array + nr_allocated);
2341         return nr_allocated;
2342 }
2343
2344 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2345  * same time in some situation such as vmalloc.
2346  *
2347  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2348  * allocate memory.
2349  */
2350 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2351                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2352 {
2353         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2354
2355         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2356                 pol = get_task_policy(current);
2357
2358         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2359                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2360                                                          nr_pages, page_array);
2361
2362         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2363                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2364                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2365
2366         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2367                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2368                                   page_array);
2369 }
2370
2371 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2372 {
2373         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2374
2375         if (IS_ERR(pol))
2376                 return PTR_ERR(pol);
2377         dst->vm_policy = pol;
2378         return 0;
2379 }
2380
2381 /*
2382  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2383  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2384  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2385  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2386  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2387  *
2388  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2389  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2390  */
2391
2392 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2393 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2394 {
2395         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2396
2397         if (!new)
2398                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2399
2400         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2401         if (old == current->mempolicy) {
2402                 task_lock(current);
2403                 *new = *old;
2404                 task_unlock(current);
2405         } else
2406                 *new = *old;
2407
2408         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2409                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2410                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2411         }
2412         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2413         return new;
2414 }
2415
2416 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2417 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2418 {
2419         if (!a || !b)
2420                 return false;
2421         if (a->mode != b->mode)
2422                 return false;
2423         if (a->flags != b->flags)
2424                 return false;
2425         if (a->home_node != b->home_node)
2426                 return false;
2427         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2428                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2429                         return false;
2430
2431         switch (a->mode) {
2432         case MPOL_BIND:
2433         case MPOL_INTERLEAVE:
2434         case MPOL_PREFERRED:
2435         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2436                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2437         case MPOL_LOCAL:
2438                 return true;
2439         default:
2440                 BUG();
2441                 return false;
2442         }
2443 }
2444
2445 /*
2446  * Shared memory backing store policy support.
2447  *
2448  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2449  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2450  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2451  * for any accesses to the tree.
2452  */
2453
2454 /*
2455  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2456  * reading or for writing
2457  */
2458 static struct sp_node *
2459 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2460 {
2461         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2462
2463         while (n) {
2464                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2465
2466                 if (start >= p->end)
2467                         n = n->rb_right;
2468                 else if (end <= p->start)
2469                         n = n->rb_left;
2470                 else
2471                         break;
2472         }
2473         if (!n)
2474                 return NULL;
2475         for (;;) {
2476                 struct sp_node *w = NULL;
2477                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2478                 if (!prev)
2479                         break;
2480                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2481                 if (w->end <= start)
2482                         break;
2483                 n = prev;
2484         }
2485         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2490  * writing.
2491  */
2492 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2493 {
2494         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2495         struct rb_node *parent = NULL;
2496         struct sp_node *nd;
2497
2498         while (*p) {
2499                 parent = *p;
2500                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2501                 if (new->start < nd->start)
2502                         p = &(*p)->rb_left;
2503                 else if (new->end > nd->end)
2504                         p = &(*p)->rb_right;
2505                 else
2506                         BUG();
2507         }
2508         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2509         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2510         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2511                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2512 }
2513
2514 /* Find shared policy intersecting idx */
2515 struct mempolicy *
2516 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2517 {
2518         struct mempolicy *pol = NULL;
2519         struct sp_node *sn;
2520
2521         if (!sp->root.rb_node)
2522                 return NULL;
2523         read_lock(&sp->lock);
2524         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2525         if (sn) {
2526                 mpol_get(sn->policy);
2527                 pol = sn->policy;
2528         }
2529         read_unlock(&sp->lock);
2530         return pol;
2531 }
2532
2533 static void sp_free(struct sp_node *n)
2534 {
2535         mpol_put(n->policy);
2536         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2537 }
2538
2539 /**
2540  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2541  *
2542  * @page: page to be checked
2543  * @vma: vm area where page mapped
2544  * @addr: virtual address where page mapped
2545  *
2546  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2547  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2548  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2549  *
2550  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2551  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2552  */
2553 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2554 {
2555         struct mempolicy *pol;
2556         struct zoneref *z;
2557         int curnid = page_to_nid(page);
2558         unsigned long pgoff;
2559         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2560         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2561         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2562         int ret = NUMA_NO_NODE;
2563
2564         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2565         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2566                 goto out;
2567
2568         switch (pol->mode) {
2569         case MPOL_INTERLEAVE:
2570                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2571                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2572                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2573                 break;
2574
2575         case MPOL_PREFERRED:
2576                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2577                         goto out;
2578                 polnid = first_node(pol->nodes);
2579                 break;
2580
2581         case MPOL_LOCAL:
2582                 polnid = numa_node_id();
2583                 break;
2584
2585         case MPOL_BIND:
2586                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2587                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2588                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2589                                 break;
2590                         goto out;
2591                 }
2592                 fallthrough;
2593
2594         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2595                 /*
2596                  * use current page if in policy nodemask,
2597                  * else select nearest allowed node, if any.
2598                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2599                  */
2600                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2601                         goto out;
2602                 z = first_zones_zonelist(
2603                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2604                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2605                                 &pol->nodes);
2606                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2607                 break;
2608
2609         default:
2610                 BUG();
2611         }
2612
2613         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2614         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2615                 polnid = thisnid;
2616
2617                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2618                         goto out;
2619         }
2620
2621         if (curnid != polnid)
2622                 ret = polnid;
2623 out:
2624         mpol_cond_put(pol);
2625
2626         return ret;
2627 }
2628
2629 /*
2630  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2631  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2632  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2633  * policy.
2634  */
2635 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2636 {
2637         struct mempolicy *pol;
2638
2639         task_lock(task);
2640         pol = task->mempolicy;
2641         task->mempolicy = NULL;
2642         task_unlock(task);
2643         mpol_put(pol);
2644 }
2645
2646 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2647 {
2648         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2649         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2650         sp_free(n);
2651 }
2652
2653 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2654                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2655 {
2656         node->start = start;
2657         node->end = end;
2658         node->policy = pol;
2659 }
2660
2661 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2662                                 struct mempolicy *pol)
2663 {
2664         struct sp_node *n;
2665         struct mempolicy *newpol;
2666
2667         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2668         if (!n)
2669                 return NULL;
2670
2671         newpol = mpol_dup(pol);
2672         if (IS_ERR(newpol)) {
2673                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2674                 return NULL;
2675         }
2676         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2677         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2678
2679         return n;
2680 }
2681
2682 /* Replace a policy range. */
2683 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2684                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2685 {
2686         struct sp_node *n;
2687         struct sp_node *n_new = NULL;
2688         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2689         int ret = 0;
2690
2691 restart:
2692         write_lock(&sp->lock);
2693         n = sp_lookup(sp, start, end);
2694         /* Take care of old policies in the same range. */
2695         while (n && n->start < end) {
2696                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2697                 if (n->start >= start) {
2698                         if (n->end <= end)
2699                                 sp_delete(sp, n);
2700                         else
2701                                 n->start = end;
2702                 } else {
2703                         /* Old policy spanning whole new range. */
2704                         if (n->end > end) {
2705                                 if (!n_new)
2706                                         goto alloc_new;
2707
2708                                 *mpol_new = *n->policy;
2709                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2710                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2711                                 n->end = start;
2712                                 sp_insert(sp, n_new);
2713                                 n_new = NULL;
2714                                 mpol_new = NULL;
2715                                 break;
2716                         } else
2717                                 n->end = start;
2718                 }
2719                 if (!next)
2720                         break;
2721                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2722         }
2723         if (new)
2724                 sp_insert(sp, new);
2725         write_unlock(&sp->lock);
2726         ret = 0;
2727
2728 err_out:
2729         if (mpol_new)
2730                 mpol_put(mpol_new);
2731         if (n_new)
2732                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2733
2734         return ret;
2735
2736 alloc_new:
2737         write_unlock(&sp->lock);
2738         ret = -ENOMEM;
2739         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2740         if (!n_new)
2741                 goto err_out;
2742         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2743         if (!mpol_new)
2744                 goto err_out;
2745         goto restart;
2746 }
2747
2748 /**
2749  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2750  * @sp: pointer to inode shared policy
2751  * @mpol:  struct mempolicy to install
2752  *
2753  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2754  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2755  * This must be released on exit.
2756  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2757  */
2758 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2759 {
2760         int ret;
2761
2762         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2763         rwlock_init(&sp->lock);
2764
2765         if (mpol) {
2766                 struct vm_area_struct pvma;
2767                 struct mempolicy *new;
2768                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2769
2770                 if (!scratch)
2771                         goto put_mpol;
2772                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2773                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2774                 if (IS_ERR(new))
2775                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2776
2777                 task_lock(current);
2778                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2779                 task_unlock(current);
2780                 if (ret)
2781                         goto put_new;
2782
2783                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2784                 vma_init(&pvma, NULL);
2785                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2786                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2787
2788 put_new:
2789                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2790 free_scratch:
2791                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2792 put_mpol:
2793                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2794         }
2795 }
2796
2797 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2798                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2799 {
2800         int err;
2801         struct sp_node *new = NULL;
2802         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2803
2804         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2805                  vma->vm_pgoff,
2806                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2807                  npol ? npol->flags : -1,
2808                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2809
2810         if (npol) {
2811                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2812                 if (!new)
2813                         return -ENOMEM;
2814         }
2815         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2816         if (err && new)
2817                 sp_free(new);
2818         return err;
2819 }
2820
2821 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2822 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2823 {
2824         struct sp_node *n;
2825         struct rb_node *next;
2826
2827         if (!p->root.rb_node)
2828                 return;
2829         write_lock(&p->lock);
2830         next = rb_first(&p->root);
2831         while (next) {
2832                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2833                 next = rb_next(&n->nd);
2834                 sp_delete(p, n);
2835         }
2836         write_unlock(&p->lock);
2837 }
2838
2839 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2840 static int __initdata numabalancing_override;
2841
2842 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2843 {
2844         bool numabalancing_default = false;
2845
2846         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2847                 numabalancing_default = true;
2848
2849         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2850         if (numabalancing_override)
2851                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2852
2853         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2854                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2855                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2856                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2857         }
2858 }
2859
2860 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2861 {
2862         int ret = 0;
2863         if (!str)
2864                 goto out;
2865
2866         if (!strcmp(str, "enable")) {
2867                 numabalancing_override = 1;
2868                 ret = 1;
2869         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2870                 numabalancing_override = -1;
2871                 ret = 1;
2872         }
2873 out:
2874         if (!ret)
2875                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2876
2877         return ret;
2878 }
2879 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2880 #else
2881 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2882 {
2883 }
2884 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2885
2886 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2887 void __init numa_policy_init(void)
2888 {
2889         nodemask_t interleave_nodes;
2890         unsigned long largest = 0;
2891         int nid, prefer = 0;
2892
2893         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2894                                          sizeof(struct mempolicy),
2895                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2896
2897         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2898                                      sizeof(struct sp_node),
2899                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2900
2901         for_each_node(nid) {
2902                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2903                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2904                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2905                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2906                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2907                 };
2908         }
2909
2910         /*
2911          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2912          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2913          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2914          */
2915         nodes_clear(interleave_nodes);
2916         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2917                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2918
2919                 /* Preserve the largest node */
2920                 if (largest < total_pages) {
2921                         largest = total_pages;
2922                         prefer = nid;
2923                 }
2924
2925                 /* Interleave this node? */
2926                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2927                         node_set(nid, interleave_nodes);
2928         }
2929
2930         /* All too small, use the largest */
2931         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2932                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2933
2934         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2935                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2936
2937         check_numabalancing_enable();
2938 }
2939
2940 /* Reset policy of current process to default */
2941 void numa_default_policy(void)
2942 {
2943         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2944 }
2945
2946 /*
2947  * Parse and format mempolicy from/to strings
2948  */
2949
2950 static const char * const policy_modes[] =
2951 {
2952         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2953         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2954         [MPOL_BIND]       = "bind",
2955         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2956         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2957         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2958 };
2959
2960
2961 #ifdef CONFIG_TMPFS
2962 /**
2963  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2964  * @str:  string containing mempolicy to parse
2965  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2966  *
2967  * Format of input:
2968  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2969  *
2970  * Return: %0 on success, else %1
2971  */
2972 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2973 {
2974         struct mempolicy *new = NULL;
2975         unsigned short mode_flags;
2976         nodemask_t nodes;
2977         char *nodelist = strchr(str, ':');
2978         char *flags = strchr(str, '=');
2979         int err = 1, mode;
2980
2981         if (flags)
2982                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2983
2984         if (nodelist) {
2985                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2986                 *nodelist++ = '\0';
2987                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2988                         goto out;
2989                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2990                         goto out;
2991         } else
2992                 nodes_clear(nodes);
2993
2994         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2995         if (mode < 0)
2996                 goto out;
2997
2998         switch (mode) {
2999         case MPOL_PREFERRED:
3000                 /*
3001                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3002                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3003                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3004                  */
3005                 if (nodelist) {
3006                         char *rest = nodelist;
3007                         while (isdigit(*rest))
3008                                 rest++;
3009                         if (*rest)
3010                                 goto out;
3011                         if (nodes_empty(nodes))
3012                                 goto out;
3013                 }
3014                 break;
3015         case MPOL_INTERLEAVE:
3016                 /*
3017                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3018                  */
3019                 if (!nodelist)
3020                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3021                 break;
3022         case MPOL_LOCAL:
3023                 /*
3024                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3025                  */
3026                 if (nodelist)
3027                         goto out;
3028                 break;
3029         case MPOL_DEFAULT:
3030                 /*
3031                  * Insist on a empty nodelist
3032                  */
3033                 if (!nodelist)
3034                         err = 0;
3035                 goto out;
3036         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3037         case MPOL_BIND:
3038                 /*
3039                  * Insist on a nodelist
3040                  */
3041                 if (!nodelist)
3042                         goto out;
3043         }
3044
3045         mode_flags = 0;
3046         if (flags) {
3047                 /*
3048                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3049                  * mode flags.
3050                  */
3051                 if (!strcmp(flags, "static"))
3052                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3053                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3054                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3055                 else
3056                         goto out;
3057         }
3058
3059         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3060         if (IS_ERR(new))
3061                 goto out;
3062
3063         /*
3064          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3065          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3066          */
3067         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3068                 new->nodes = nodes;
3069         } else if (nodelist) {
3070                 nodes_clear(new->nodes);
3071                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3072         } else {
3073                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3074         }
3075
3076         /*
3077          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3078          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3079          */
3080         new->w.user_nodemask = nodes;
3081
3082         err = 0;
3083
3084 out:
3085         /* Restore string for error message */
3086         if (nodelist)
3087                 *--nodelist = ':';
3088         if (flags)
3089                 *--flags = '=';
3090         if (!err)
3091                 *mpol = new;
3092         return err;
3093 }
3094 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3095
3096 /**
3097  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3098  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3099  * @maxlen:  length of @buffer
3100  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3101  *
3102  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3103  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3104  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3105  */
3106 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3107 {
3108         char *p = buffer;
3109         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3110         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3111         unsigned short flags = 0;
3112
3113         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3114                 mode = pol->mode;
3115                 flags = pol->flags;
3116         }
3117
3118         switch (mode) {
3119         case MPOL_DEFAULT:
3120         case MPOL_LOCAL:
3121                 break;
3122         case MPOL_PREFERRED:
3123         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3124         case MPOL_BIND:
3125         case MPOL_INTERLEAVE:
3126                 nodes = pol->nodes;
3127                 break;
3128         default:
3129                 WARN_ON_ONCE(1);
3130                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3131                 return;
3132         }
3133
3134         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3135
3136         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3137                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3138
3139                 /*
3140                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3141                  */
3142                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3143                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3144                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3145                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3146         }
3147
3148         if (!nodes_empty(nodes))
3149                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3150                                nodemask_pr_args(&nodes));
3151 }