Merge branch 'clk-allwinner' into clk-next
[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 <asm/tlb.h>
108 #include <linux/uaccess.h>
109
110 #include "internal.h"
111
112 /* Internal flags */
113 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
114 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
115
116 static struct kmem_cache *policy_cache;
117 static struct kmem_cache *sn_cache;
118
119 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
120    policied. */
121 enum zone_type policy_zone = 0;
122
123 /*
124  * run-time system-wide default policy => local allocation
125  */
126 static struct mempolicy default_policy = {
127         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
128         .mode = MPOL_LOCAL,
129 };
130
131 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
132
133 /**
134  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
135  * @node: Node id to start the search
136  *
137  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
138  *
139  * Return: this @node if it is online, otherwise the closest node by distance
140  */
141 int numa_map_to_online_node(int node)
142 {
143         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
144
145         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
146                 return node;
147
148         min_node = node;
149         for_each_online_node(n) {
150                 dist = node_distance(node, n);
151                 if (dist < min_dist) {
152                         min_dist = dist;
153                         min_node = n;
154                 }
155         }
156
157         return min_node;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
160
161 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
162 {
163         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
164         int node;
165
166         if (pol)
167                 return pol;
168
169         node = numa_node_id();
170         if (node != NUMA_NO_NODE) {
171                 pol = &preferred_node_policy[node];
172                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
173                 if (pol->mode)
174                         return pol;
175         }
176
177         return &default_policy;
178 }
179
180 static const struct mempolicy_operations {
181         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
182         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
183 } mpol_ops[MPOL_MAX];
184
185 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
186 {
187         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
188 }
189
190 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
191                                    const nodemask_t *rel)
192 {
193         nodemask_t tmp;
194         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
195         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
196 }
197
198 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
199 {
200         if (nodes_empty(*nodes))
201                 return -EINVAL;
202         pol->nodes = *nodes;
203         return 0;
204 }
205
206 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
207 {
208         if (nodes_empty(*nodes))
209                 return -EINVAL;
210
211         nodes_clear(pol->nodes);
212         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
213         return 0;
214 }
215
216 /*
217  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
218  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
219  * parameter with respect to the policy mode and flags.
220  *
221  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
222  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
223  */
224 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
225                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
226 {
227         int ret;
228
229         /*
230          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
231          * subject of any remapping. They also do not need any special
232          * constructor.
233          */
234         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
235                 return 0;
236
237         /* Check N_MEMORY */
238         nodes_and(nsc->mask1,
239                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
240
241         VM_BUG_ON(!nodes);
242
243         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
244                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
245         else
246                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
247
248         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
249                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
250         else
251                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
252
253         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
254         return ret;
255 }
256
257 /*
258  * This function just creates a new policy, does some check and simple
259  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
260  */
261 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
262                                   nodemask_t *nodes)
263 {
264         struct mempolicy *policy;
265
266         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
267                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
268
269         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
270                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
271                         return ERR_PTR(-EINVAL);
272                 return NULL;
273         }
274         VM_BUG_ON(!nodes);
275
276         /*
277          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
278          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
279          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
280          */
281         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
282                 if (nodes_empty(*nodes)) {
283                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
284                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
285                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
286
287                         mode = MPOL_LOCAL;
288                 }
289         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
290                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
291                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
292                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
293                         return ERR_PTR(-EINVAL);
294         } else if (nodes_empty(*nodes))
295                 return ERR_PTR(-EINVAL);
296         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
297         if (!policy)
298                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
299         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
300         policy->mode = mode;
301         policy->flags = flags;
302         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
303
304         return policy;
305 }
306
307 /* Slow path of a mpol destructor. */
308 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
309 {
310         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
311                 return;
312         kmem_cache_free(policy_cache, p);
313 }
314
315 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
316 {
317 }
318
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
324                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
325         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
326                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
327         else {
328                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
329                                                                 *nodes);
330                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
331         }
332
333         if (nodes_empty(tmp))
334                 tmp = *nodes;
335
336         pol->nodes = tmp;
337 }
338
339 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
340                                                 const nodemask_t *nodes)
341 {
342         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
343 }
344
345 /*
346  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
347  *
348  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
349  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
350  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
351  */
352 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
353 {
354         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
355                 return;
356         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
357             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
358                 return;
359
360         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
361 }
362
363 /*
364  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
365  * pointer, and updates task mempolicy.
366  *
367  * Called with task's alloc_lock held.
368  */
369
370 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
371 {
372         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
373 }
374
375 /*
376  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
377  *
378  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
379  */
380
381 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
382 {
383         struct vm_area_struct *vma;
384
385         mmap_write_lock(mm);
386         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
387                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
388         mmap_write_unlock(mm);
389 }
390
391 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
392         [MPOL_DEFAULT] = {
393                 .rebind = mpol_rebind_default,
394         },
395         [MPOL_INTERLEAVE] = {
396                 .create = mpol_new_nodemask,
397                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
398         },
399         [MPOL_PREFERRED] = {
400                 .create = mpol_new_preferred,
401                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
402         },
403         [MPOL_BIND] = {
404                 .create = mpol_new_nodemask,
405                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
406         },
407         [MPOL_LOCAL] = {
408                 .rebind = mpol_rebind_default,
409         },
410         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
411                 .create = mpol_new_nodemask,
412                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
413         },
414 };
415
416 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
417                                 unsigned long flags);
418
419 struct queue_pages {
420         struct list_head *pagelist;
421         unsigned long flags;
422         nodemask_t *nmask;
423         unsigned long start;
424         unsigned long end;
425         struct vm_area_struct *first;
426 };
427
428 /*
429  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
430  *
431  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
432  * in the invert of qp->nmask.
433  */
434 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
435                                         struct queue_pages *qp)
436 {
437         int nid = page_to_nid(page);
438         unsigned long flags = qp->flags;
439
440         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
441 }
442
443 /*
444  * queue_pages_pmd() has three possible return values:
445  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
446  *     special page is met, i.e. huge zero page.
447  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
448  *     specified.
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         bool has_unmovable = false;
511         pte_t *pte, *mapped_pte;
512         spinlock_t *ptl;
513
514         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
515         if (ptl)
516                 return queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
517
518         if (pmd_trans_unstable(pmd))
519                 return 0;
520
521         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
522         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
523                 if (!pte_present(*pte))
524                         continue;
525                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
526                 if (!page)
527                         continue;
528                 /*
529                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
530                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
531                  */
532                 if (PageReserved(page))
533                         continue;
534                 if (!queue_pages_required(page, qp))
535                         continue;
536                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
537                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
538                         if (!vma_migratable(vma)) {
539                                 has_unmovable = true;
540                                 break;
541                         }
542
543                         /*
544                          * Do not abort immediately since there may be
545                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
546                          * need migrate other LRU pages.
547                          */
548                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
549                                 has_unmovable = true;
550                 } else
551                         break;
552         }
553         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
554         cond_resched();
555
556         if (has_unmovable)
557                 return 1;
558
559         return addr != end ? -EIO : 0;
560 }
561
562 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
563                                unsigned long addr, unsigned long end,
564                                struct mm_walk *walk)
565 {
566         int ret = 0;
567 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
568         struct queue_pages *qp = walk->private;
569         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
570         struct page *page;
571         spinlock_t *ptl;
572         pte_t entry;
573
574         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
575         entry = huge_ptep_get(pte);
576         if (!pte_present(entry))
577                 goto unlock;
578         page = pte_page(entry);
579         if (!queue_pages_required(page, qp))
580                 goto unlock;
581
582         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
583                 /*
584                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
585                  * need to further check other vma.
586                  */
587                 ret = -EIO;
588                 goto unlock;
589         }
590
591         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
592                 /*
593                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
594                  * stopped walking current vma.
595                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
596                  * have been queued.
597                  */
598                 ret = 1;
599                 goto unlock;
600         }
601
602         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
603         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
604             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
605                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
606                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
607                         /*
608                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
609                          * which have been queued.
610                          */
611                         ret = 1;
612         }
613 unlock:
614         spin_unlock(ptl);
615 #else
616         BUG();
617 #endif
618         return ret;
619 }
620
621 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
622 /*
623  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
624  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
625  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
626  *
627  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
628  * an architecture makes a different choice, it will need further
629  * changes to the core.
630  */
631 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
632                         unsigned long addr, unsigned long end)
633 {
634         struct mmu_gather tlb;
635         int nr_updated;
636
637         tlb_gather_mmu(&tlb, vma->vm_mm);
638
639         nr_updated = change_protection(&tlb, vma, addr, end, PAGE_NONE,
640                                        MM_CP_PROT_NUMA);
641         if (nr_updated)
642                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
643
644         tlb_finish_mmu(&tlb);
645
646         return nr_updated;
647 }
648 #else
649 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
650                         unsigned long addr, unsigned long end)
651 {
652         return 0;
653 }
654 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
655
656 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
657                                 struct mm_walk *walk)
658 {
659         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
660         struct queue_pages *qp = walk->private;
661         unsigned long endvma = vma->vm_end;
662         unsigned long flags = qp->flags;
663
664         /* range check first */
665         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
666
667         if (!qp->first) {
668                 qp->first = vma;
669                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
670                         (qp->start < vma->vm_start))
671                         /* hole at head side of range */
672                         return -EFAULT;
673         }
674         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
675                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
676                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
677                 /* hole at middle or tail of range */
678                 return -EFAULT;
679
680         /*
681          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
682          * regardless of vma_migratable
683          */
684         if (!vma_migratable(vma) &&
685             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
686                 return 1;
687
688         if (endvma > end)
689                 endvma = end;
690
691         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
692                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
693                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
694                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
695                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
696                 return 1;
697         }
698
699         /* queue pages from current vma */
700         if (flags & MPOL_MF_VALID)
701                 return 0;
702         return 1;
703 }
704
705 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
706         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
707         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
708         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
709 };
710
711 /*
712  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
713  *
714  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
715  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
716  * passed via @private.
717  *
718  * queue_pages_range() has three possible return values:
719  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
720  *     specified.
721  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
722  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
723  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
724  *         your accessible address space (-EFAULT)
725  */
726 static int
727 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
728                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
729                 struct list_head *pagelist)
730 {
731         int err;
732         struct queue_pages qp = {
733                 .pagelist = pagelist,
734                 .flags = flags,
735                 .nmask = nodes,
736                 .start = start,
737                 .end = end,
738                 .first = NULL,
739         };
740
741         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
742
743         if (!qp.first)
744                 /* whole range in hole */
745                 err = -EFAULT;
746
747         return err;
748 }
749
750 /*
751  * Apply policy to a single VMA
752  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
753  */
754 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
755                                                 struct mempolicy *pol)
756 {
757         int err;
758         struct mempolicy *old;
759         struct mempolicy *new;
760
761         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
762                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
763                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
764                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
765
766         new = mpol_dup(pol);
767         if (IS_ERR(new))
768                 return PTR_ERR(new);
769
770         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
771                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
772                 if (err)
773                         goto err_out;
774         }
775
776         old = vma->vm_policy;
777         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
778         mpol_put(old);
779
780         return 0;
781  err_out:
782         mpol_put(new);
783         return err;
784 }
785
786 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
787 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
788                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
789 {
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 = vma->vm_next) {
805                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
806                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
807
808                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
809                         continue;
810
811                 pgoff = vma->vm_pgoff +
812                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
813                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
814                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
815                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
816                                  anon_vma_name(vma));
817                 if (prev) {
818                         vma = prev;
819                         goto replace;
820                 }
821                 if (vma->vm_start != vmstart) {
822                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
823                         if (err)
824                                 goto out;
825                 }
826                 if (vma->vm_end != vmend) {
827                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
828                         if (err)
829                                 goto out;
830                 }
831  replace:
832                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
833                 if (err)
834                         goto out;
835         }
836
837  out:
838         return err;
839 }
840
841 /* Set the process memory policy */
842 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
843                              nodemask_t *nodes)
844 {
845         struct mempolicy *new, *old;
846         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
847         int ret;
848
849         if (!scratch)
850                 return -ENOMEM;
851
852         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
853         if (IS_ERR(new)) {
854                 ret = PTR_ERR(new);
855                 goto out;
856         }
857
858         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
859         if (ret) {
860                 mpol_put(new);
861                 goto out;
862         }
863         task_lock(current);
864         old = current->mempolicy;
865         current->mempolicy = new;
866         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
867                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
868         task_unlock(current);
869         mpol_put(old);
870         ret = 0;
871 out:
872         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
873         return ret;
874 }
875
876 /*
877  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
878  *
879  * Called with task's alloc_lock held
880  */
881 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
882 {
883         nodes_clear(*nodes);
884         if (p == &default_policy)
885                 return;
886
887         switch (p->mode) {
888         case MPOL_BIND:
889         case MPOL_INTERLEAVE:
890         case MPOL_PREFERRED:
891         case MPOL_PREFERRED_MANY:
892                 *nodes = p->nodes;
893                 break;
894         case MPOL_LOCAL:
895                 /* return empty node mask for local allocation */
896                 break;
897         default:
898                 BUG();
899         }
900 }
901
902 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
903 {
904         struct page *p = NULL;
905         int ret;
906
907         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
908         if (ret > 0) {
909                 ret = page_to_nid(p);
910                 put_page(p);
911         }
912         return ret;
913 }
914
915 /* Retrieve NUMA policy */
916 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
917                              unsigned long addr, unsigned long flags)
918 {
919         int err;
920         struct mm_struct *mm = current->mm;
921         struct vm_area_struct *vma = NULL;
922         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
923
924         if (flags &
925                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
926                 return -EINVAL;
927
928         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
929                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
930                         return -EINVAL;
931                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
932                 task_lock(current);
933                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
934                 task_unlock(current);
935                 return 0;
936         }
937
938         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
939                 /*
940                  * Do NOT fall back to task policy if the
941                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
942                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
943                  */
944                 mmap_read_lock(mm);
945                 vma = vma_lookup(mm, addr);
946                 if (!vma) {
947                         mmap_read_unlock(mm);
948                         return -EFAULT;
949                 }
950                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
951                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
952                 else
953                         pol = vma->vm_policy;
954         } else if (addr)
955                 return -EINVAL;
956
957         if (!pol)
958                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
959
960         if (flags & MPOL_F_NODE) {
961                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
962                         /*
963                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
964                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
965                          * valid, "vma" is stale.
966                          */
967                         pol_refcount = pol;
968                         vma = NULL;
969                         mpol_get(pol);
970                         mmap_read_unlock(mm);
971                         err = lookup_node(mm, addr);
972                         if (err < 0)
973                                 goto out;
974                         *policy = err;
975                 } else if (pol == current->mempolicy &&
976                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
977                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
978                 } else {
979                         err = -EINVAL;
980                         goto out;
981                 }
982         } else {
983                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
984                                                 pol->mode;
985                 /*
986                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
987                  * the policy to userspace.
988                  */
989                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
990         }
991
992         err = 0;
993         if (nmask) {
994                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
995                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
996                 } else {
997                         task_lock(current);
998                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
999                         task_unlock(current);
1000                 }
1001         }
1002
1003  out:
1004         mpol_cond_put(pol);
1005         if (vma)
1006                 mmap_read_unlock(mm);
1007         if (pol_refcount)
1008                 mpol_put(pol_refcount);
1009         return err;
1010 }
1011
1012 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1013 /*
1014  * page migration, thp tail pages can be passed.
1015  */
1016 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1017                                 unsigned long flags)
1018 {
1019         struct page *head = compound_head(page);
1020         /*
1021          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1022          */
1023         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1024                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1025                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1026                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1027                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1028                                 thp_nr_pages(head));
1029                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1030                         /*
1031                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1032                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1033                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1034                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1035                          * should return -EIO for this case too.
1036                          */
1037                         return -EIO;
1038                 }
1039         }
1040
1041         return 0;
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Migrate pages from one node to a target node.
1046  * Returns error or the number of pages not migrated.
1047  */
1048 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1049                            int flags)
1050 {
1051         nodemask_t nmask;
1052         LIST_HEAD(pagelist);
1053         int err = 0;
1054         struct migration_target_control mtc = {
1055                 .nid = dest,
1056                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1057         };
1058
1059         nodes_clear(nmask);
1060         node_set(source, nmask);
1061
1062         /*
1063          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1064          * need migration.  Between passing in the full user address
1065          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1066          */
1067         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1068         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1069                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1070
1071         if (!list_empty(&pagelist)) {
1072                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1073                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1074                 if (err)
1075                         putback_movable_pages(&pagelist);
1076         }
1077
1078         return err;
1079 }
1080
1081 /*
1082  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1083  * layout as much as possible.
1084  *
1085  * Returns the number of page that could not be moved.
1086  */
1087 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1088                      const nodemask_t *to, int flags)
1089 {
1090         int busy = 0;
1091         int err = 0;
1092         nodemask_t tmp;
1093
1094         lru_cache_disable();
1095
1096         mmap_read_lock(mm);
1097
1098         /*
1099          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1100          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1101          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1102          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1103          *
1104          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1105          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1106          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1107          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1108          *
1109          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1110          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1111          * (nothing left to migrate).
1112          *
1113          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1114          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1115          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1116          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1117          * before migrating outgoing memory source that same node.
1118          *
1119          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1120          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1121          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1122          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1123          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1124          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1125          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1126          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1127          */
1128
1129         tmp = *from;
1130         while (!nodes_empty(tmp)) {
1131                 int s, d;
1132                 int source = NUMA_NO_NODE;
1133                 int dest = 0;
1134
1135                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1136
1137                         /*
1138                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1139                          * node relationship of the pages established between
1140                          * threads and memory areas.
1141                          *
1142                          * However if the number of source nodes is not equal to
1143                          * the number of destination nodes we can not preserve
1144                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1145                          * copying memory from a node that is in the destination
1146                          * mask.
1147                          *
1148                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1149                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1150                          */
1151
1152                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1153                                                 (node_isset(s, *to)))
1154                                 continue;
1155
1156                         d = node_remap(s, *from, *to);
1157                         if (s == d)
1158                                 continue;
1159
1160                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1161                         dest = d;
1162
1163                         /* dest not in remaining from nodes? */
1164                         if (!node_isset(dest, tmp))
1165                                 break;
1166                 }
1167                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1168                         break;
1169
1170                 node_clear(source, tmp);
1171                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1172                 if (err > 0)
1173                         busy += err;
1174                 if (err < 0)
1175                         break;
1176         }
1177         mmap_read_unlock(mm);
1178
1179         lru_cache_enable();
1180         if (err < 0)
1181                 return err;
1182         return busy;
1183
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1188  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1189  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1190  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1191  * is in virtual address order.
1192  */
1193 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1194 {
1195         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1196         struct vm_area_struct *vma;
1197         unsigned long address;
1198         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1199
1200         vma = find_vma(current->mm, start);
1201         while (vma) {
1202                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1203                 if (address != -EFAULT)
1204                         break;
1205                 vma = vma->vm_next;
1206         }
1207
1208         if (folio_test_hugetlb(src))
1209                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(&src->page),
1210                                 vma, address);
1211
1212         if (folio_test_large(src))
1213                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1214
1215         /*
1216          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1217          */
1218         dst = vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1219                         folio_test_large(src));
1220         return &dst->page;
1221 }
1222 #else
1223
1224 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1225                                 unsigned long flags)
1226 {
1227         return -EIO;
1228 }
1229
1230 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1231                      const nodemask_t *to, int flags)
1232 {
1233         return -ENOSYS;
1234 }
1235
1236 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1237 {
1238         return NULL;
1239 }
1240 #endif
1241
1242 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1243                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1244                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1245 {
1246         struct mm_struct *mm = current->mm;
1247         struct mempolicy *new;
1248         unsigned long end;
1249         int err;
1250         int ret;
1251         LIST_HEAD(pagelist);
1252
1253         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1254                 return -EINVAL;
1255         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1256                 return -EPERM;
1257
1258         if (start & ~PAGE_MASK)
1259                 return -EINVAL;
1260
1261         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1262                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1263
1264         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1265         end = start + len;
1266
1267         if (end < start)
1268                 return -EINVAL;
1269         if (end == start)
1270                 return 0;
1271
1272         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1273         if (IS_ERR(new))
1274                 return PTR_ERR(new);
1275
1276         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1277                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1278
1279         /*
1280          * If we are using the default policy then operation
1281          * on discontinuous address spaces is okay after all
1282          */
1283         if (!new)
1284                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1285
1286         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1287                  start, start + len, mode, mode_flags,
1288                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1289
1290         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1291
1292                 lru_cache_disable();
1293         }
1294         {
1295                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1296                 if (scratch) {
1297                         mmap_write_lock(mm);
1298                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1299                         if (err)
1300                                 mmap_write_unlock(mm);
1301                 } else
1302                         err = -ENOMEM;
1303                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1304         }
1305         if (err)
1306                 goto mpol_out;
1307
1308         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1309                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1310
1311         if (ret < 0) {
1312                 err = ret;
1313                 goto up_out;
1314         }
1315
1316         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1317
1318         if (!err) {
1319                 int nr_failed = 0;
1320
1321                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1322                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1323                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1324                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1325                         if (nr_failed)
1326                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1327                 }
1328
1329                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1330                         err = -EIO;
1331         } else {
1332 up_out:
1333                 if (!list_empty(&pagelist))
1334                         putback_movable_pages(&pagelist);
1335         }
1336
1337         mmap_write_unlock(mm);
1338 mpol_out:
1339         mpol_put(new);
1340         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1341                 lru_cache_enable();
1342         return err;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1347  */
1348 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1349                       unsigned long maxnode)
1350 {
1351         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1352         int ret;
1353
1354         if (in_compat_syscall())
1355                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1356                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1357                                         maxnode);
1358         else
1359                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1360                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1361
1362         if (ret)
1363                 return -EFAULT;
1364
1365         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1366                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1367
1368         return 0;
1369 }
1370
1371 /* Copy a node mask from user space. */
1372 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1373                      unsigned long maxnode)
1374 {
1375         --maxnode;
1376         nodes_clear(*nodes);
1377         if (maxnode == 0 || !nmask)
1378                 return 0;
1379         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1380                 return -EINVAL;
1381
1382         /*
1383          * When the user specified more nodes than supported just check
1384          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1385          * starting at the end.
1386          */
1387         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1388                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1389                 unsigned long t;
1390
1391                 if (get_bitmap(&t, &nmask[maxnode / BITS_PER_LONG], bits))
1392                         return -EFAULT;
1393
1394                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1395                         maxnode -= bits;
1396                 } else {
1397                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1398                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1399                 }
1400                 if (t)
1401                         return -EINVAL;
1402         }
1403
1404         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1405 }
1406
1407 /* Copy a kernel node mask to user space */
1408 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1409                               nodemask_t *nodes)
1410 {
1411         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1412         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1413         bool compat = in_compat_syscall();
1414
1415         if (compat)
1416                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1417
1418         if (copy > nbytes) {
1419                 if (copy > PAGE_SIZE)
1420                         return -EINVAL;
1421                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1422                         return -EFAULT;
1423                 copy = nbytes;
1424                 maxnode = nr_node_ids;
1425         }
1426
1427         if (compat)
1428                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1429                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1430
1431         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1432 }
1433
1434 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1435 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1436 {
1437         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1438         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1439
1440         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1441                 return -EINVAL;
1442         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1443                 return -EINVAL;
1444         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1445                 if (*mode != MPOL_BIND)
1446                         return -EINVAL;
1447                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1448         }
1449         return 0;
1450 }
1451
1452 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1453                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1454                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1455 {
1456         unsigned short mode_flags;
1457         nodemask_t nodes;
1458         int lmode = mode;
1459         int err;
1460
1461         start = untagged_addr(start);
1462         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1463         if (err)
1464                 return err;
1465
1466         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1467         if (err)
1468                 return err;
1469
1470         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1471 }
1472
1473 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1474                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1475 {
1476         struct mm_struct *mm = current->mm;
1477         struct vm_area_struct *vma;
1478         struct mempolicy *new;
1479         unsigned long vmstart;
1480         unsigned long vmend;
1481         unsigned long end;
1482         int err = -ENOENT;
1483
1484         start = untagged_addr(start);
1485         if (start & ~PAGE_MASK)
1486                 return -EINVAL;
1487         /*
1488          * flags is used for future extension if any.
1489          */
1490         if (flags != 0)
1491                 return -EINVAL;
1492
1493         /*
1494          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1495          * NODE_DATA.
1496          */
1497         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1498                 return -EINVAL;
1499
1500         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1501         end = start + len;
1502
1503         if (end < start)
1504                 return -EINVAL;
1505         if (end == start)
1506                 return 0;
1507         mmap_write_lock(mm);
1508         vma = find_vma(mm, start);
1509         for (; vma && vma->vm_start < end;  vma = vma->vm_next) {
1510
1511                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1512                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1513                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1514                 if (IS_ERR(new)) {
1515                         err = PTR_ERR(new);
1516                         break;
1517                 }
1518                 /*
1519                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1520                  */
1521                 if (!new)
1522                         continue;
1523
1524                 /*
1525                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1526                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1527                  * the home node for vmas we already updated before.
1528                  */
1529                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1530                         err = -EOPNOTSUPP;
1531                         break;
1532                 }
1533
1534                 new->home_node = home_node;
1535                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1536                 mpol_put(new);
1537                 if (err)
1538                         break;
1539         }
1540         mmap_write_unlock(mm);
1541         return err;
1542 }
1543
1544 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1545                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1546                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1547 {
1548         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1549 }
1550
1551 /* Set the process memory policy */
1552 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1553                                  unsigned long maxnode)
1554 {
1555         unsigned short mode_flags;
1556         nodemask_t nodes;
1557         int lmode = mode;
1558         int err;
1559
1560         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1561         if (err)
1562                 return err;
1563
1564         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1565         if (err)
1566                 return err;
1567
1568         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1569 }
1570
1571 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1572                 unsigned long, maxnode)
1573 {
1574         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1575 }
1576
1577 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1578                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1579                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1580 {
1581         struct mm_struct *mm = NULL;
1582         struct task_struct *task;
1583         nodemask_t task_nodes;
1584         int err;
1585         nodemask_t *old;
1586         nodemask_t *new;
1587         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1588
1589         if (!scratch)
1590                 return -ENOMEM;
1591
1592         old = &scratch->mask1;
1593         new = &scratch->mask2;
1594
1595         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1596         if (err)
1597                 goto out;
1598
1599         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1600         if (err)
1601                 goto out;
1602
1603         /* Find the mm_struct */
1604         rcu_read_lock();
1605         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1606         if (!task) {
1607                 rcu_read_unlock();
1608                 err = -ESRCH;
1609                 goto out;
1610         }
1611         get_task_struct(task);
1612
1613         err = -EINVAL;
1614
1615         /*
1616          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1617          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1618          */
1619         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1620                 rcu_read_unlock();
1621                 err = -EPERM;
1622                 goto out_put;
1623         }
1624         rcu_read_unlock();
1625
1626         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1627         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1628         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1629                 err = -EPERM;
1630                 goto out_put;
1631         }
1632
1633         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1634         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1635         if (nodes_empty(*new))
1636                 goto out_put;
1637
1638         err = security_task_movememory(task);
1639         if (err)
1640                 goto out_put;
1641
1642         mm = get_task_mm(task);
1643         put_task_struct(task);
1644
1645         if (!mm) {
1646                 err = -EINVAL;
1647                 goto out;
1648         }
1649
1650         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1651                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1652
1653         mmput(mm);
1654 out:
1655         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1656
1657         return err;
1658
1659 out_put:
1660         put_task_struct(task);
1661         goto out;
1662
1663 }
1664
1665 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1666                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1667                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1668 {
1669         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1670 }
1671
1672
1673 /* Retrieve NUMA policy */
1674 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1675                                 unsigned long __user *nmask,
1676                                 unsigned long maxnode,
1677                                 unsigned long addr,
1678                                 unsigned long flags)
1679 {
1680         int err;
1681         int pval;
1682         nodemask_t nodes;
1683
1684         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1685                 return -EINVAL;
1686
1687         addr = untagged_addr(addr);
1688
1689         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1690
1691         if (err)
1692                 return err;
1693
1694         if (policy && put_user(pval, policy))
1695                 return -EFAULT;
1696
1697         if (nmask)
1698                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1699
1700         return err;
1701 }
1702
1703 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1704                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1705                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1706 {
1707         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1708 }
1709
1710 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1711 {
1712         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1713                 return false;
1714
1715         /*
1716          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1717          * incurring periodic faults.
1718          */
1719         if (vma_is_dax(vma))
1720                 return false;
1721
1722         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1723                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1724                 return false;
1725
1726         /*
1727          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1728          * do so then migration (at least from node to node) is not
1729          * possible.
1730          */
1731         if (vma->vm_file &&
1732                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1733                         < policy_zone)
1734                 return false;
1735         return true;
1736 }
1737
1738 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1739                                                 unsigned long addr)
1740 {
1741         struct mempolicy *pol = NULL;
1742
1743         if (vma) {
1744                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1745                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1746                 } else if (vma->vm_policy) {
1747                         pol = vma->vm_policy;
1748
1749                         /*
1750                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1751                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1752                          * count on these policies which will be dropped by
1753                          * mpol_cond_put() later
1754                          */
1755                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1756                                 mpol_get(pol);
1757                 }
1758         }
1759
1760         return pol;
1761 }
1762
1763 /*
1764  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1765  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1766  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1767  *
1768  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1769  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1770  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1771  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1772  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1773  * extra reference for shared policies.
1774  */
1775 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1776                                                 unsigned long addr)
1777 {
1778         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1779
1780         if (!pol)
1781                 pol = get_task_policy(current);
1782
1783         return pol;
1784 }
1785
1786 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1787 {
1788         struct mempolicy *pol;
1789
1790         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1791                 bool ret = false;
1792
1793                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1794                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1795                         ret = true;
1796                 mpol_cond_put(pol);
1797
1798                 return ret;
1799         }
1800
1801         pol = vma->vm_policy;
1802         if (!pol)
1803                 pol = get_task_policy(current);
1804
1805         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1806 }
1807
1808 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1809 {
1810         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1811
1812         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1813
1814         /*
1815          * if policy->nodes has movable memory only,
1816          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1817          *
1818          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1819          * so if the following test fails, it implies
1820          * policy->nodes has movable memory only.
1821          */
1822         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1823                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1824
1825         return zone >= dynamic_policy_zone;
1826 }
1827
1828 /*
1829  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1830  * page allocation
1831  */
1832 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1833 {
1834         int mode = policy->mode;
1835
1836         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1837         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1838                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1839                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1840                 return &policy->nodes;
1841
1842         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1843                 return &policy->nodes;
1844
1845         return NULL;
1846 }
1847
1848 /*
1849  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1850  * the given id for all other policies.
1851  *
1852  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1853  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1854  */
1855 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1856 {
1857         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1858                 nd = first_node(policy->nodes);
1859         } else {
1860                 /*
1861                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1862                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1863                  * requested node and not break the policy.
1864                  */
1865                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1866         }
1867
1868         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1869              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1870             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1871                 return policy->home_node;
1872
1873         return nd;
1874 }
1875
1876 /* Do dynamic interleaving for a process */
1877 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1878 {
1879         unsigned next;
1880         struct task_struct *me = current;
1881
1882         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1883         if (next < MAX_NUMNODES)
1884                 me->il_prev = next;
1885         return next;
1886 }
1887
1888 /*
1889  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1890  * next slab entry.
1891  */
1892 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1893 {
1894         struct mempolicy *policy;
1895         int node = numa_mem_id();
1896
1897         if (!in_task())
1898                 return node;
1899
1900         policy = current->mempolicy;
1901         if (!policy)
1902                 return node;
1903
1904         switch (policy->mode) {
1905         case MPOL_PREFERRED:
1906                 return first_node(policy->nodes);
1907
1908         case MPOL_INTERLEAVE:
1909                 return interleave_nodes(policy);
1910
1911         case MPOL_BIND:
1912         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1913         {
1914                 struct zoneref *z;
1915
1916                 /*
1917                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1918                  * first node.
1919                  */
1920                 struct zonelist *zonelist;
1921                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1922                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1923                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1924                                                         &policy->nodes);
1925                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1926         }
1927         case MPOL_LOCAL:
1928                 return node;
1929
1930         default:
1931                 BUG();
1932         }
1933 }
1934
1935 /*
1936  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1937  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1938  * number of present nodes.
1939  */
1940 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1941 {
1942         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1943         unsigned int target, nnodes;
1944         int i;
1945         int nid;
1946         /*
1947          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1948          * the stack so that it will stop changing under the code.
1949          *
1950          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1951          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1952          */
1953         barrier();
1954
1955         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1956         if (!nnodes)
1957                 return numa_node_id();
1958         target = (unsigned int)n % nnodes;
1959         nid = first_node(nodemask);
1960         for (i = 0; i < target; i++)
1961                 nid = next_node(nid, nodemask);
1962         return nid;
1963 }
1964
1965 /* Determine a node number for interleave */
1966 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1967                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1968 {
1969         if (vma) {
1970                 unsigned long off;
1971
1972                 /*
1973                  * for small pages, there is no difference between
1974                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1975                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1976                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1977                  * a useful offset.
1978                  */
1979                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1980                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1981                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1982                 return offset_il_node(pol, off);
1983         } else
1984                 return interleave_nodes(pol);
1985 }
1986
1987 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1988 /*
1989  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1990  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1991  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1992  * @gfp_flags: for requested zone
1993  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1994  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
1995  *
1996  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1997  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1998  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
1999  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2000  *
2001  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2002  */
2003 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2004                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2005 {
2006         int nid;
2007         int mode;
2008
2009         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2010         *nodemask = NULL;
2011         mode = (*mpol)->mode;
2012
2013         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2014                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2015                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2016         } else {
2017                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2018                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2019                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2020         }
2021         return nid;
2022 }
2023
2024 /*
2025  * init_nodemask_of_mempolicy
2026  *
2027  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2028  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2029  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2030  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2031  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2032  * of non-default mempolicy.
2033  *
2034  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2035  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2036  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2037  *
2038  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2039  */
2040 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2041 {
2042         struct mempolicy *mempolicy;
2043
2044         if (!(mask && current->mempolicy))
2045                 return false;
2046
2047         task_lock(current);
2048         mempolicy = current->mempolicy;
2049         switch (mempolicy->mode) {
2050         case MPOL_PREFERRED:
2051         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2052         case MPOL_BIND:
2053         case MPOL_INTERLEAVE:
2054                 *mask = mempolicy->nodes;
2055                 break;
2056
2057         case MPOL_LOCAL:
2058                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2059                 break;
2060
2061         default:
2062                 BUG();
2063         }
2064         task_unlock(current);
2065
2066         return true;
2067 }
2068 #endif
2069
2070 /*
2071  * mempolicy_in_oom_domain
2072  *
2073  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2074  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2075  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2076  * memory allocated from all nodes in system.
2077  *
2078  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2079  */
2080 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2081                                         const nodemask_t *mask)
2082 {
2083         struct mempolicy *mempolicy;
2084         bool ret = true;
2085
2086         if (!mask)
2087                 return ret;
2088
2089         task_lock(tsk);
2090         mempolicy = tsk->mempolicy;
2091         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2092                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2093         task_unlock(tsk);
2094
2095         return ret;
2096 }
2097
2098 /* Allocate a page in interleaved policy.
2099    Own path because it needs to do special accounting. */
2100 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2101                                         unsigned nid)
2102 {
2103         struct page *page;
2104
2105         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2106         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2107         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2108                 return page;
2109         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2110                 preempt_disable();
2111                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2112                 preempt_enable();
2113         }
2114         return page;
2115 }
2116
2117 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2118                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2119 {
2120         struct page *page;
2121         gfp_t preferred_gfp;
2122
2123         /*
2124          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2125          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2126          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2127          * nodes in system.
2128          */
2129         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2130         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2131         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2132         if (!page)
2133                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2134
2135         return page;
2136 }
2137
2138 /**
2139  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2140  * @gfp: GFP flags.
2141  * @order: Order of the folio.
2142  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2143  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2144  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2145  *
2146  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2147  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2148  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2149  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2150  *
2151  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2152  */
2153 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2154                 unsigned long addr, bool hugepage)
2155 {
2156         struct mempolicy *pol;
2157         int node = numa_node_id();
2158         struct folio *folio;
2159         int preferred_nid;
2160         nodemask_t *nmask;
2161
2162         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2163
2164         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2165                 struct page *page;
2166                 unsigned nid;
2167
2168                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2169                 mpol_cond_put(pol);
2170                 gfp |= __GFP_COMP;
2171                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2172                 if (page && order > 1)
2173                         prep_transhuge_page(page);
2174                 folio = (struct folio *)page;
2175                 goto out;
2176         }
2177
2178         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2179                 struct page *page;
2180
2181                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2182                 gfp |= __GFP_COMP;
2183                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2184                 mpol_cond_put(pol);
2185                 if (page && order > 1)
2186                         prep_transhuge_page(page);
2187                 folio = (struct folio *)page;
2188                 goto out;
2189         }
2190
2191         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2192                 int hpage_node = node;
2193
2194                 /*
2195                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2196                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2197                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2198                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2199                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2200                  *
2201                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2202                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2203                  */
2204                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2205                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2206
2207                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2208                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2209                         mpol_cond_put(pol);
2210                         /*
2211                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2212                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2213                          */
2214                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2215                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2216
2217                         /*
2218                          * If hugepage allocations are configured to always
2219                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2220                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2221                          * memory with both reclaim and compact as well.
2222                          */
2223                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2224                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2225                                                       nmask);
2226
2227                         goto out;
2228                 }
2229         }
2230
2231         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2232         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2233         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2234         mpol_cond_put(pol);
2235 out:
2236         return folio;
2237 }
2238 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2239
2240 /**
2241  * alloc_pages - Allocate pages.
2242  * @gfp: GFP flags.
2243  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2244  *
2245  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2246  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2247  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2248  * process is honoured when in process context.
2249  *
2250  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2251  * flags are used.
2252  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2253  */
2254 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2255 {
2256         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2257         struct page *page;
2258
2259         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2260                 pol = get_task_policy(current);
2261
2262         /*
2263          * No reference counting needed for current->mempolicy
2264          * nor system default_policy
2265          */
2266         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2267                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2268         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2269                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2270                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2271         else
2272                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2273                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2274                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2275
2276         return page;
2277 }
2278 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2279
2280 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2281 {
2282         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2283
2284         if (page && order > 1)
2285                 prep_transhuge_page(page);
2286         return (struct folio *)page;
2287 }
2288 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2289
2290 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2291                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2292                 struct page **page_array)
2293 {
2294         int nodes;
2295         unsigned long nr_pages_per_node;
2296         int delta;
2297         int i;
2298         unsigned long nr_allocated;
2299         unsigned long total_allocated = 0;
2300
2301         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2302         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2303         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2304
2305         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2306                 if (delta) {
2307                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2308                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2309                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2310                                         page_array);
2311                         delta--;
2312                 } else {
2313                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2314                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2315                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2316                 }
2317
2318                 page_array += nr_allocated;
2319                 total_allocated += nr_allocated;
2320         }
2321
2322         return total_allocated;
2323 }
2324
2325 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2326                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2327                 struct page **page_array)
2328 {
2329         gfp_t preferred_gfp;
2330         unsigned long nr_allocated = 0;
2331
2332         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2333         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2334
2335         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2336                                            nr_pages, NULL, page_array);
2337
2338         if (nr_allocated < nr_pages)
2339                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2340                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2341                                 page_array + nr_allocated);
2342         return nr_allocated;
2343 }
2344
2345 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2346  * same time in some situation such as vmalloc.
2347  *
2348  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2349  * allocate memory.
2350  */
2351 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2352                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2353 {
2354         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2355
2356         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2357                 pol = get_task_policy(current);
2358
2359         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2360                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2361                                                          nr_pages, page_array);
2362
2363         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2364                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2365                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2366
2367         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2368                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2369                                   page_array);
2370 }
2371
2372 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2373 {
2374         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2375
2376         if (IS_ERR(pol))
2377                 return PTR_ERR(pol);
2378         dst->vm_policy = pol;
2379         return 0;
2380 }
2381
2382 /*
2383  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2384  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2385  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2386  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2387  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2388  *
2389  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2390  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2391  */
2392
2393 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2394 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2395 {
2396         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2397
2398         if (!new)
2399                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2400
2401         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2402         if (old == current->mempolicy) {
2403                 task_lock(current);
2404                 *new = *old;
2405                 task_unlock(current);
2406         } else
2407                 *new = *old;
2408
2409         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2410                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2411                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2412         }
2413         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2414         return new;
2415 }
2416
2417 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2418 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2419 {
2420         if (!a || !b)
2421                 return false;
2422         if (a->mode != b->mode)
2423                 return false;
2424         if (a->flags != b->flags)
2425                 return false;
2426         if (a->home_node != b->home_node)
2427                 return false;
2428         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2429                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2430                         return false;
2431
2432         switch (a->mode) {
2433         case MPOL_BIND:
2434         case MPOL_INTERLEAVE:
2435         case MPOL_PREFERRED:
2436         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2437                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2438         case MPOL_LOCAL:
2439                 return true;
2440         default:
2441                 BUG();
2442                 return false;
2443         }
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Shared memory backing store policy support.
2448  *
2449  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2450  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2451  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2452  * for any accesses to the tree.
2453  */
2454
2455 /*
2456  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2457  * reading or for writing
2458  */
2459 static struct sp_node *
2460 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2461 {
2462         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2463
2464         while (n) {
2465                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2466
2467                 if (start >= p->end)
2468                         n = n->rb_right;
2469                 else if (end <= p->start)
2470                         n = n->rb_left;
2471                 else
2472                         break;
2473         }
2474         if (!n)
2475                 return NULL;
2476         for (;;) {
2477                 struct sp_node *w = NULL;
2478                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2479                 if (!prev)
2480                         break;
2481                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2482                 if (w->end <= start)
2483                         break;
2484                 n = prev;
2485         }
2486         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2491  * writing.
2492  */
2493 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2494 {
2495         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2496         struct rb_node *parent = NULL;
2497         struct sp_node *nd;
2498
2499         while (*p) {
2500                 parent = *p;
2501                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2502                 if (new->start < nd->start)
2503                         p = &(*p)->rb_left;
2504                 else if (new->end > nd->end)
2505                         p = &(*p)->rb_right;
2506                 else
2507                         BUG();
2508         }
2509         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2510         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2511         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2512                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2513 }
2514
2515 /* Find shared policy intersecting idx */
2516 struct mempolicy *
2517 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2518 {
2519         struct mempolicy *pol = NULL;
2520         struct sp_node *sn;
2521
2522         if (!sp->root.rb_node)
2523                 return NULL;
2524         read_lock(&sp->lock);
2525         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2526         if (sn) {
2527                 mpol_get(sn->policy);
2528                 pol = sn->policy;
2529         }
2530         read_unlock(&sp->lock);
2531         return pol;
2532 }
2533
2534 static void sp_free(struct sp_node *n)
2535 {
2536         mpol_put(n->policy);
2537         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2538 }
2539
2540 /**
2541  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2542  *
2543  * @page: page to be checked
2544  * @vma: vm area where page mapped
2545  * @addr: virtual address where page mapped
2546  *
2547  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2548  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2549  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2550  *
2551  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2552  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2553  */
2554 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2555 {
2556         struct mempolicy *pol;
2557         struct zoneref *z;
2558         int curnid = page_to_nid(page);
2559         unsigned long pgoff;
2560         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2561         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2562         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2563         int ret = NUMA_NO_NODE;
2564
2565         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2566         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2567                 goto out;
2568
2569         switch (pol->mode) {
2570         case MPOL_INTERLEAVE:
2571                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2572                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2573                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2574                 break;
2575
2576         case MPOL_PREFERRED:
2577                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2578                         goto out;
2579                 polnid = first_node(pol->nodes);
2580                 break;
2581
2582         case MPOL_LOCAL:
2583                 polnid = numa_node_id();
2584                 break;
2585
2586         case MPOL_BIND:
2587                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2588                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2589                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2590                                 break;
2591                         goto out;
2592                 }
2593                 fallthrough;
2594
2595         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2596                 /*
2597                  * use current page if in policy nodemask,
2598                  * else select nearest allowed node, if any.
2599                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2600                  */
2601                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2602                         goto out;
2603                 z = first_zones_zonelist(
2604                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2605                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2606                                 &pol->nodes);
2607                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2608                 break;
2609
2610         default:
2611                 BUG();
2612         }
2613
2614         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2615         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2616                 polnid = thisnid;
2617
2618                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2619                         goto out;
2620         }
2621
2622         if (curnid != polnid)
2623                 ret = polnid;
2624 out:
2625         mpol_cond_put(pol);
2626
2627         return ret;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2632  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2633  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2634  * policy.
2635  */
2636 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2637 {
2638         struct mempolicy *pol;
2639
2640         task_lock(task);
2641         pol = task->mempolicy;
2642         task->mempolicy = NULL;
2643         task_unlock(task);
2644         mpol_put(pol);
2645 }
2646
2647 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2648 {
2649         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2650         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2651         sp_free(n);
2652 }
2653
2654 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2655                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2656 {
2657         node->start = start;
2658         node->end = end;
2659         node->policy = pol;
2660 }
2661
2662 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2663                                 struct mempolicy *pol)
2664 {
2665         struct sp_node *n;
2666         struct mempolicy *newpol;
2667
2668         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2669         if (!n)
2670                 return NULL;
2671
2672         newpol = mpol_dup(pol);
2673         if (IS_ERR(newpol)) {
2674                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2675                 return NULL;
2676         }
2677         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2678         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2679
2680         return n;
2681 }
2682
2683 /* Replace a policy range. */
2684 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2685                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2686 {
2687         struct sp_node *n;
2688         struct sp_node *n_new = NULL;
2689         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2690         int ret = 0;
2691
2692 restart:
2693         write_lock(&sp->lock);
2694         n = sp_lookup(sp, start, end);
2695         /* Take care of old policies in the same range. */
2696         while (n && n->start < end) {
2697                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2698                 if (n->start >= start) {
2699                         if (n->end <= end)
2700                                 sp_delete(sp, n);
2701                         else
2702                                 n->start = end;
2703                 } else {
2704                         /* Old policy spanning whole new range. */
2705                         if (n->end > end) {
2706                                 if (!n_new)
2707                                         goto alloc_new;
2708
2709                                 *mpol_new = *n->policy;
2710                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2711                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2712                                 n->end = start;
2713                                 sp_insert(sp, n_new);
2714                                 n_new = NULL;
2715                                 mpol_new = NULL;
2716                                 break;
2717                         } else
2718                                 n->end = start;
2719                 }
2720                 if (!next)
2721                         break;
2722                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2723         }
2724         if (new)
2725                 sp_insert(sp, new);
2726         write_unlock(&sp->lock);
2727         ret = 0;
2728
2729 err_out:
2730         if (mpol_new)
2731                 mpol_put(mpol_new);
2732         if (n_new)
2733                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2734
2735         return ret;
2736
2737 alloc_new:
2738         write_unlock(&sp->lock);
2739         ret = -ENOMEM;
2740         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2741         if (!n_new)
2742                 goto err_out;
2743         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2744         if (!mpol_new)
2745                 goto err_out;
2746         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2747         goto restart;
2748 }
2749
2750 /**
2751  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2752  * @sp: pointer to inode shared policy
2753  * @mpol:  struct mempolicy to install
2754  *
2755  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2756  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2757  * This must be released on exit.
2758  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2759  */
2760 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2761 {
2762         int ret;
2763
2764         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2765         rwlock_init(&sp->lock);
2766
2767         if (mpol) {
2768                 struct vm_area_struct pvma;
2769                 struct mempolicy *new;
2770                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2771
2772                 if (!scratch)
2773                         goto put_mpol;
2774                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2775                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2776                 if (IS_ERR(new))
2777                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2778
2779                 task_lock(current);
2780                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2781                 task_unlock(current);
2782                 if (ret)
2783                         goto put_new;
2784
2785                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2786                 vma_init(&pvma, NULL);
2787                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2788                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2789
2790 put_new:
2791                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2792 free_scratch:
2793                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2794 put_mpol:
2795                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2796         }
2797 }
2798
2799 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2800                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2801 {
2802         int err;
2803         struct sp_node *new = NULL;
2804         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2805
2806         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2807                  vma->vm_pgoff,
2808                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2809                  npol ? npol->flags : -1,
2810                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2811
2812         if (npol) {
2813                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2814                 if (!new)
2815                         return -ENOMEM;
2816         }
2817         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2818         if (err && new)
2819                 sp_free(new);
2820         return err;
2821 }
2822
2823 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2824 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2825 {
2826         struct sp_node *n;
2827         struct rb_node *next;
2828
2829         if (!p->root.rb_node)
2830                 return;
2831         write_lock(&p->lock);
2832         next = rb_first(&p->root);
2833         while (next) {
2834                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2835                 next = rb_next(&n->nd);
2836                 sp_delete(p, n);
2837         }
2838         write_unlock(&p->lock);
2839 }
2840
2841 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2842 static int __initdata numabalancing_override;
2843
2844 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2845 {
2846         bool numabalancing_default = false;
2847
2848         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2849                 numabalancing_default = true;
2850
2851         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2852         if (numabalancing_override)
2853                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2854
2855         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2856                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2857                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2858                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2859         }
2860 }
2861
2862 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2863 {
2864         int ret = 0;
2865         if (!str)
2866                 goto out;
2867
2868         if (!strcmp(str, "enable")) {
2869                 numabalancing_override = 1;
2870                 ret = 1;
2871         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2872                 numabalancing_override = -1;
2873                 ret = 1;
2874         }
2875 out:
2876         if (!ret)
2877                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2878
2879         return ret;
2880 }
2881 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2882 #else
2883 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2884 {
2885 }
2886 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2887
2888 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2889 void __init numa_policy_init(void)
2890 {
2891         nodemask_t interleave_nodes;
2892         unsigned long largest = 0;
2893         int nid, prefer = 0;
2894
2895         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2896                                          sizeof(struct mempolicy),
2897                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2898
2899         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2900                                      sizeof(struct sp_node),
2901                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2902
2903         for_each_node(nid) {
2904                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2905                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2906                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2907                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2908                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2909                 };
2910         }
2911
2912         /*
2913          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2914          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2915          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2916          */
2917         nodes_clear(interleave_nodes);
2918         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2919                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2920
2921                 /* Preserve the largest node */
2922                 if (largest < total_pages) {
2923                         largest = total_pages;
2924                         prefer = nid;
2925                 }
2926
2927                 /* Interleave this node? */
2928                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2929                         node_set(nid, interleave_nodes);
2930         }
2931
2932         /* All too small, use the largest */
2933         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2934                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2935
2936         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2937                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2938
2939         check_numabalancing_enable();
2940 }
2941
2942 /* Reset policy of current process to default */
2943 void numa_default_policy(void)
2944 {
2945         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2946 }
2947
2948 /*
2949  * Parse and format mempolicy from/to strings
2950  */
2951
2952 static const char * const policy_modes[] =
2953 {
2954         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2955         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2956         [MPOL_BIND]       = "bind",
2957         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2958         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2959         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2960 };
2961
2962
2963 #ifdef CONFIG_TMPFS
2964 /**
2965  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2966  * @str:  string containing mempolicy to parse
2967  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2968  *
2969  * Format of input:
2970  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2971  *
2972  * Return: %0 on success, else %1
2973  */
2974 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2975 {
2976         struct mempolicy *new = NULL;
2977         unsigned short mode_flags;
2978         nodemask_t nodes;
2979         char *nodelist = strchr(str, ':');
2980         char *flags = strchr(str, '=');
2981         int err = 1, mode;
2982
2983         if (flags)
2984                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2985
2986         if (nodelist) {
2987                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2988                 *nodelist++ = '\0';
2989                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2990                         goto out;
2991                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2992                         goto out;
2993         } else
2994                 nodes_clear(nodes);
2995
2996         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2997         if (mode < 0)
2998                 goto out;
2999
3000         switch (mode) {
3001         case MPOL_PREFERRED:
3002                 /*
3003                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3004                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3005                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3006                  */
3007                 if (nodelist) {
3008                         char *rest = nodelist;
3009                         while (isdigit(*rest))
3010                                 rest++;
3011                         if (*rest)
3012                                 goto out;
3013                         if (nodes_empty(nodes))
3014                                 goto out;
3015                 }
3016                 break;
3017         case MPOL_INTERLEAVE:
3018                 /*
3019                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3020                  */
3021                 if (!nodelist)
3022                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3023                 break;
3024         case MPOL_LOCAL:
3025                 /*
3026                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3027                  */
3028                 if (nodelist)
3029                         goto out;
3030                 break;
3031         case MPOL_DEFAULT:
3032                 /*
3033                  * Insist on a empty nodelist
3034                  */
3035                 if (!nodelist)
3036                         err = 0;
3037                 goto out;
3038         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3039         case MPOL_BIND:
3040                 /*
3041                  * Insist on a nodelist
3042                  */
3043                 if (!nodelist)
3044                         goto out;
3045         }
3046
3047         mode_flags = 0;
3048         if (flags) {
3049                 /*
3050                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3051                  * mode flags.
3052                  */
3053                 if (!strcmp(flags, "static"))
3054                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3055                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3056                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3057                 else
3058                         goto out;
3059         }
3060
3061         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3062         if (IS_ERR(new))
3063                 goto out;
3064
3065         /*
3066          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3067          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3068          */
3069         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3070                 new->nodes = nodes;
3071         } else if (nodelist) {
3072                 nodes_clear(new->nodes);
3073                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3074         } else {
3075                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3076         }
3077
3078         /*
3079          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3080          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3081          */
3082         new->w.user_nodemask = nodes;
3083
3084         err = 0;
3085
3086 out:
3087         /* Restore string for error message */
3088         if (nodelist)
3089                 *--nodelist = ':';
3090         if (flags)
3091                 *--flags = '=';
3092         if (!err)
3093                 *mpol = new;
3094         return err;
3095 }
3096 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3097
3098 /**
3099  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3100  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3101  * @maxlen:  length of @buffer
3102  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3103  *
3104  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3105  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3106  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3107  */
3108 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3109 {
3110         char *p = buffer;
3111         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3112         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3113         unsigned short flags = 0;
3114
3115         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3116                 mode = pol->mode;
3117                 flags = pol->flags;
3118         }
3119
3120         switch (mode) {
3121         case MPOL_DEFAULT:
3122         case MPOL_LOCAL:
3123                 break;
3124         case MPOL_PREFERRED:
3125         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3126         case MPOL_BIND:
3127         case MPOL_INTERLEAVE:
3128                 nodes = pol->nodes;
3129                 break;
3130         default:
3131                 WARN_ON_ONCE(1);
3132                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3133                 return;
3134         }
3135
3136         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3137
3138         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3139                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3140
3141                 /*
3142                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3143                  */
3144                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3145                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3146                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3147                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3148         }
3149
3150         if (!nodes_empty(nodes))
3151                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3152                                nodemask_pr_args(&nodes));
3153 }