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