sched/debug: Add task uclamp values to SCHED_DEBUG procfs
[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  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/pagewalk.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
131 {
132         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
133         int node;
134
135         if (pol)
136                 return pol;
137
138         node = numa_node_id();
139         if (node != NUMA_NO_NODE) {
140                 pol = &preferred_node_policy[node];
141                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
142                 if (pol->mode)
143                         return pol;
144         }
145
146         return &default_policy;
147 }
148
149 static const struct mempolicy_operations {
150         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
151         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
152 } mpol_ops[MPOL_MAX];
153
154 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
155 {
156         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
157 }
158
159 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
160                                    const nodemask_t *rel)
161 {
162         nodemask_t tmp;
163         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
164         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
165 }
166
167 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
168 {
169         if (nodes_empty(*nodes))
170                 return -EINVAL;
171         pol->v.nodes = *nodes;
172         return 0;
173 }
174
175 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
176 {
177         if (!nodes)
178                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
179         else if (nodes_empty(*nodes))
180                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
181         else
182                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
183         return 0;
184 }
185
186 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
187 {
188         if (nodes_empty(*nodes))
189                 return -EINVAL;
190         pol->v.nodes = *nodes;
191         return 0;
192 }
193
194 /*
195  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
196  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
197  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
198  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
199  *
200  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
201  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
202  */
203 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
204                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
205 {
206         int ret;
207
208         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
209         if (pol == NULL)
210                 return 0;
211         /* Check N_MEMORY */
212         nodes_and(nsc->mask1,
213                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
214
215         VM_BUG_ON(!nodes);
216         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
217                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
218         else {
219                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
220                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
221                 else
222                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
223
224                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
225                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
226                 else
227                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
228                                                 cpuset_current_mems_allowed;
229         }
230
231         if (nodes)
232                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
233         else
234                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
235         return ret;
236 }
237
238 /*
239  * This function just creates a new policy, does some check and simple
240  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
241  */
242 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
243                                   nodemask_t *nodes)
244 {
245         struct mempolicy *policy;
246
247         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
248                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
249
250         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
251                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
252                         return ERR_PTR(-EINVAL);
253                 return NULL;
254         }
255         VM_BUG_ON(!nodes);
256
257         /*
258          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
259          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
260          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
261          */
262         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
263                 if (nodes_empty(*nodes)) {
264                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
265                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
266                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
267                 }
268         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
269                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
270                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
271                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
272                         return ERR_PTR(-EINVAL);
273                 mode = MPOL_PREFERRED;
274         } else if (nodes_empty(*nodes))
275                 return ERR_PTR(-EINVAL);
276         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
277         if (!policy)
278                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
279         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
280         policy->mode = mode;
281         policy->flags = flags;
282
283         return policy;
284 }
285
286 /* Slow path of a mpol destructor. */
287 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
288 {
289         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
290                 return;
291         kmem_cache_free(policy_cache, p);
292 }
293
294 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
295 {
296 }
297
298 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
299 {
300         nodemask_t tmp;
301
302         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
303                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
304         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
305                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
306         else {
307                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
308                                                                 *nodes);
309                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
310         }
311
312         if (nodes_empty(tmp))
313                 tmp = *nodes;
314
315         pol->v.nodes = tmp;
316 }
317
318 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
319                                                 const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
324                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
325
326                 if (node_isset(node, *nodes)) {
327                         pol->v.preferred_node = node;
328                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
329                 } else
330                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
331         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
332                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
333                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
334         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
335                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
336                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
337                                                    *nodes);
338                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339         }
340 }
341
342 /*
343  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
344  *
345  * Per-vma policies are protected by mmap_sem. Allocations using per-task
346  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
347  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
348  */
349 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
350 {
351         if (!pol)
352                 return;
353         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
354             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
355                 return;
356
357         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
358 }
359
360 /*
361  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
362  * pointer, and updates task mempolicy.
363  *
364  * Called with task's alloc_lock held.
365  */
366
367 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
368 {
369         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
370 }
371
372 /*
373  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
374  *
375  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
376  */
377
378 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
379 {
380         struct vm_area_struct *vma;
381
382         down_write(&mm->mmap_sem);
383         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
384                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
385         up_write(&mm->mmap_sem);
386 }
387
388 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
389         [MPOL_DEFAULT] = {
390                 .rebind = mpol_rebind_default,
391         },
392         [MPOL_INTERLEAVE] = {
393                 .create = mpol_new_interleave,
394                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
395         },
396         [MPOL_PREFERRED] = {
397                 .create = mpol_new_preferred,
398                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
399         },
400         [MPOL_BIND] = {
401                 .create = mpol_new_bind,
402                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
403         },
404 };
405
406 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
407                                 unsigned long flags);
408
409 struct queue_pages {
410         struct list_head *pagelist;
411         unsigned long flags;
412         nodemask_t *nmask;
413         unsigned long start;
414         unsigned long end;
415         struct vm_area_struct *first;
416 };
417
418 /*
419  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
420  *
421  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
422  * in the invert of qp->nmask.
423  */
424 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
425                                         struct queue_pages *qp)
426 {
427         int nid = page_to_nid(page);
428         unsigned long flags = qp->flags;
429
430         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
431 }
432
433 /*
434  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
435  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
436  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
437  *     specified.
438  * 2 - THP was split.
439  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
440  *        existing page was already on a node that does not follow the
441  *        policy.
442  */
443 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
444                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
445         __releases(ptl)
446 {
447         int ret = 0;
448         struct page *page;
449         struct queue_pages *qp = walk->private;
450         unsigned long flags;
451
452         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
453                 ret = -EIO;
454                 goto unlock;
455         }
456         page = pmd_page(*pmd);
457         if (is_huge_zero_page(page)) {
458                 spin_unlock(ptl);
459                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
460                 ret = 2;
461                 goto out;
462         }
463         if (!queue_pages_required(page, qp))
464                 goto unlock;
465
466         flags = qp->flags;
467         /* go to thp migration */
468         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
469                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
470                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
471                         ret = 1;
472                         goto unlock;
473                 }
474         } else
475                 ret = -EIO;
476 unlock:
477         spin_unlock(ptl);
478 out:
479         return ret;
480 }
481
482 /*
483  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
484  * and move them to the pagelist if they do.
485  *
486  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
487  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
488  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
489  *     specified.
490  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
491  *        on a node that does not follow the policy.
492  */
493 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
494                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
495 {
496         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
497         struct page *page;
498         struct queue_pages *qp = walk->private;
499         unsigned long flags = qp->flags;
500         int ret;
501         bool has_unmovable = false;
502         pte_t *pte;
503         spinlock_t *ptl;
504
505         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
506         if (ptl) {
507                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
508                 if (ret != 2)
509                         return ret;
510         }
511         /* THP was split, fall through to pte walk */
512
513         if (pmd_trans_unstable(pmd))
514                 return 0;
515
516         pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
517         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
518                 if (!pte_present(*pte))
519                         continue;
520                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
521                 if (!page)
522                         continue;
523                 /*
524                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
525                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
526                  */
527                 if (PageReserved(page))
528                         continue;
529                 if (!queue_pages_required(page, qp))
530                         continue;
531                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
532                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
533                         if (!vma_migratable(vma)) {
534                                 has_unmovable = true;
535                                 break;
536                         }
537
538                         /*
539                          * Do not abort immediately since there may be
540                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
541                          * need migrate other LRU pages.
542                          */
543                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
544                                 has_unmovable = true;
545                 } else
546                         break;
547         }
548         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
549         cond_resched();
550
551         if (has_unmovable)
552                 return 1;
553
554         return addr != end ? -EIO : 0;
555 }
556
557 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
558                                unsigned long addr, unsigned long end,
559                                struct mm_walk *walk)
560 {
561         int ret = 0;
562 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
563         struct queue_pages *qp = walk->private;
564         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
565         struct page *page;
566         spinlock_t *ptl;
567         pte_t entry;
568
569         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
570         entry = huge_ptep_get(pte);
571         if (!pte_present(entry))
572                 goto unlock;
573         page = pte_page(entry);
574         if (!queue_pages_required(page, qp))
575                 goto unlock;
576
577         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
578                 /*
579                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
580                  * need to further check other vma.
581                  */
582                 ret = -EIO;
583                 goto unlock;
584         }
585
586         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
587                 /*
588                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
589                  * stopped walking current vma.
590                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
591                  * have been queued.
592                  */
593                 ret = 1;
594                 goto unlock;
595         }
596
597         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
598         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
599             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
600                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
601                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
602                         /*
603                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
604                          * which have been queued.
605                          */
606                         ret = 1;
607         }
608 unlock:
609         spin_unlock(ptl);
610 #else
611         BUG();
612 #endif
613         return ret;
614 }
615
616 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
617 /*
618  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
619  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
620  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
621  *
622  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
623  * an architecture makes a different choice, it will need further
624  * changes to the core.
625  */
626 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
627                         unsigned long addr, unsigned long end)
628 {
629         int nr_updated;
630
631         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
632         if (nr_updated)
633                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
634
635         return nr_updated;
636 }
637 #else
638 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
639                         unsigned long addr, unsigned long end)
640 {
641         return 0;
642 }
643 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
644
645 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
646                                 struct mm_walk *walk)
647 {
648         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
649         struct queue_pages *qp = walk->private;
650         unsigned long endvma = vma->vm_end;
651         unsigned long flags = qp->flags;
652
653         /* range check first */
654         VM_BUG_ON_VMA((vma->vm_start > start) || (vma->vm_end < end), vma);
655
656         if (!qp->first) {
657                 qp->first = vma;
658                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
659                         (qp->start < vma->vm_start))
660                         /* hole at head side of range */
661                         return -EFAULT;
662         }
663         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
664                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
665                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
666                 /* hole at middle or tail of range */
667                 return -EFAULT;
668
669         /*
670          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
671          * regardless of vma_migratable
672          */
673         if (!vma_migratable(vma) &&
674             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
675                 return 1;
676
677         if (endvma > end)
678                 endvma = end;
679
680         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
681                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
682                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
683                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
684                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
685                 return 1;
686         }
687
688         /* queue pages from current vma */
689         if (flags & MPOL_MF_VALID)
690                 return 0;
691         return 1;
692 }
693
694 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
695         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
696         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
697         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
698 };
699
700 /*
701  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
702  *
703  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
704  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
705  * passed via @private.
706  *
707  * queue_pages_range() has three possible return values:
708  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
709  *     specified.
710  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
711  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
712  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
713  *         your accessible address space (-EFAULT)
714  */
715 static int
716 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
717                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
718                 struct list_head *pagelist)
719 {
720         int err;
721         struct queue_pages qp = {
722                 .pagelist = pagelist,
723                 .flags = flags,
724                 .nmask = nodes,
725                 .start = start,
726                 .end = end,
727                 .first = NULL,
728         };
729
730         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
731
732         if (!qp.first)
733                 /* whole range in hole */
734                 err = -EFAULT;
735
736         return err;
737 }
738
739 /*
740  * Apply policy to a single VMA
741  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
742  */
743 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
744                                                 struct mempolicy *pol)
745 {
746         int err;
747         struct mempolicy *old;
748         struct mempolicy *new;
749
750         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
751                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
752                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
753                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
754
755         new = mpol_dup(pol);
756         if (IS_ERR(new))
757                 return PTR_ERR(new);
758
759         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
760                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
761                 if (err)
762                         goto err_out;
763         }
764
765         old = vma->vm_policy;
766         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
767         mpol_put(old);
768
769         return 0;
770  err_out:
771         mpol_put(new);
772         return err;
773 }
774
775 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
776 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
777                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
778 {
779         struct vm_area_struct *next;
780         struct vm_area_struct *prev;
781         struct vm_area_struct *vma;
782         int err = 0;
783         pgoff_t pgoff;
784         unsigned long vmstart;
785         unsigned long vmend;
786
787         vma = find_vma(mm, start);
788         VM_BUG_ON(!vma);
789
790         prev = vma->vm_prev;
791         if (start > vma->vm_start)
792                 prev = vma;
793
794         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
795                 next = vma->vm_next;
796                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
797                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
798
799                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
800                         continue;
801
802                 pgoff = vma->vm_pgoff +
803                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
804                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
805                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
806                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
807                 if (prev) {
808                         vma = prev;
809                         next = vma->vm_next;
810                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
811                                 continue;
812                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
813                         goto replace;
814                 }
815                 if (vma->vm_start != vmstart) {
816                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
817                         if (err)
818                                 goto out;
819                 }
820                 if (vma->vm_end != vmend) {
821                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
822                         if (err)
823                                 goto out;
824                 }
825  replace:
826                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
827                 if (err)
828                         goto out;
829         }
830
831  out:
832         return err;
833 }
834
835 /* Set the process memory policy */
836 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
837                              nodemask_t *nodes)
838 {
839         struct mempolicy *new, *old;
840         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
841         int ret;
842
843         if (!scratch)
844                 return -ENOMEM;
845
846         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
847         if (IS_ERR(new)) {
848                 ret = PTR_ERR(new);
849                 goto out;
850         }
851
852         task_lock(current);
853         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
854         if (ret) {
855                 task_unlock(current);
856                 mpol_put(new);
857                 goto out;
858         }
859         old = current->mempolicy;
860         current->mempolicy = new;
861         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
862                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
863         task_unlock(current);
864         mpol_put(old);
865         ret = 0;
866 out:
867         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
868         return ret;
869 }
870
871 /*
872  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
873  *
874  * Called with task's alloc_lock held
875  */
876 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
877 {
878         nodes_clear(*nodes);
879         if (p == &default_policy)
880                 return;
881
882         switch (p->mode) {
883         case MPOL_BIND:
884         case MPOL_INTERLEAVE:
885                 *nodes = p->v.nodes;
886                 break;
887         case MPOL_PREFERRED:
888                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
889                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
890                 /* else return empty node mask for local allocation */
891                 break;
892         default:
893                 BUG();
894         }
895 }
896
897 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
898 {
899         struct page *p = NULL;
900         int err;
901
902         int locked = 1;
903         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
904         if (err == 0) {
905                 /* E.g. GUP interrupted by fatal signal */
906                 err = -EFAULT;
907         } else if (err > 0) {
908                 err = page_to_nid(p);
909                 put_page(p);
910         }
911         if (locked)
912                 up_read(&mm->mmap_sem);
913         return err;
914 }
915
916 /* Retrieve NUMA policy */
917 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
918                              unsigned long addr, unsigned long flags)
919 {
920         int err;
921         struct mm_struct *mm = current->mm;
922         struct vm_area_struct *vma = NULL;
923         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
924
925         if (flags &
926                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
927                 return -EINVAL;
928
929         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
930                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
931                         return -EINVAL;
932                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
933                 task_lock(current);
934                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
935                 task_unlock(current);
936                 return 0;
937         }
938
939         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
940                 /*
941                  * Do NOT fall back to task policy if the
942                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
943                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
944                  */
945                 down_read(&mm->mmap_sem);
946                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
947                 if (!vma) {
948                         up_read(&mm->mmap_sem);
949                         return -EFAULT;
950                 }
951                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
952                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
953                 else
954                         pol = vma->vm_policy;
955         } else if (addr)
956                 return -EINVAL;
957
958         if (!pol)
959                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
960
961         if (flags & MPOL_F_NODE) {
962                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
963                         /*
964                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
965                          * wil drop the mmap_sem, so after calling
966                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
967                          * is stale.
968                          */
969                         pol_refcount = pol;
970                         vma = NULL;
971                         mpol_get(pol);
972                         err = lookup_node(mm, addr);
973                         if (err < 0)
974                                 goto out;
975                         *policy = err;
976                 } else if (pol == current->mempolicy &&
977                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
978                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
979                 } else {
980                         err = -EINVAL;
981                         goto out;
982                 }
983         } else {
984                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
985                                                 pol->mode;
986                 /*
987                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
988                  * the policy to userspace.
989                  */
990                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
991         }
992
993         err = 0;
994         if (nmask) {
995                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
996                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
997                 } else {
998                         task_lock(current);
999                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1000                         task_unlock(current);
1001                 }
1002         }
1003
1004  out:
1005         mpol_cond_put(pol);
1006         if (vma)
1007                 up_read(&mm->mmap_sem);
1008         if (pol_refcount)
1009                 mpol_put(pol_refcount);
1010         return err;
1011 }
1012
1013 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1014 /*
1015  * page migration, thp tail pages can be passed.
1016  */
1017 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1018                                 unsigned long flags)
1019 {
1020         struct page *head = compound_head(page);
1021         /*
1022          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1023          */
1024         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1025                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1026                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1027                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1028                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1029                                 hpage_nr_pages(head));
1030                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1031                         /*
1032                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1033                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1034                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1035                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1036                          * should return -EIO for this case too.
1037                          */
1038                         return -EIO;
1039                 }
1040         }
1041
1042         return 0;
1043 }
1044
1045 /* page allocation callback for NUMA node migration */
1046 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
1047 {
1048         if (PageHuge(page))
1049                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1050                                         node);
1051         else if (PageTransHuge(page)) {
1052                 struct page *thp;
1053
1054                 thp = alloc_pages_node(node,
1055                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1056                         HPAGE_PMD_ORDER);
1057                 if (!thp)
1058                         return NULL;
1059                 prep_transhuge_page(thp);
1060                 return thp;
1061         } else
1062                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1063                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Migrate pages from one node to a target node.
1068  * Returns error or the number of pages not migrated.
1069  */
1070 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1071                            int flags)
1072 {
1073         nodemask_t nmask;
1074         LIST_HEAD(pagelist);
1075         int err = 0;
1076
1077         nodes_clear(nmask);
1078         node_set(source, nmask);
1079
1080         /*
1081          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1082          * need migration.  Between passing in the full user address
1083          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1084          */
1085         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1086         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1087                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1088
1089         if (!list_empty(&pagelist)) {
1090                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1091                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1092                 if (err)
1093                         putback_movable_pages(&pagelist);
1094         }
1095
1096         return err;
1097 }
1098
1099 /*
1100  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1101  * layout as much as possible.
1102  *
1103  * Returns the number of page that could not be moved.
1104  */
1105 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1106                      const nodemask_t *to, int flags)
1107 {
1108         int busy = 0;
1109         int err;
1110         nodemask_t tmp;
1111
1112         err = migrate_prep();
1113         if (err)
1114                 return err;
1115
1116         down_read(&mm->mmap_sem);
1117
1118         /*
1119          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1120          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1121          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1122          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1123          *
1124          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1125          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1126          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1127          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1128          *
1129          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1130          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1131          * (nothing left to migrate).
1132          *
1133          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1134          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1135          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1136          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1137          * before migrating outgoing memory source that same node.
1138          *
1139          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1140          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1141          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1142          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1143          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1144          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1145          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1146          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1147          */
1148
1149         tmp = *from;
1150         while (!nodes_empty(tmp)) {
1151                 int s,d;
1152                 int source = NUMA_NO_NODE;
1153                 int dest = 0;
1154
1155                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1156
1157                         /*
1158                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1159                          * node relationship of the pages established between
1160                          * threads and memory areas.
1161                          *
1162                          * However if the number of source nodes is not equal to
1163                          * the number of destination nodes we can not preserve
1164                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1165                          * copying memory from a node that is in the destination
1166                          * mask.
1167                          *
1168                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1169                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1170                          */
1171
1172                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1173                                                 (node_isset(s, *to)))
1174                                 continue;
1175
1176                         d = node_remap(s, *from, *to);
1177                         if (s == d)
1178                                 continue;
1179
1180                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1181                         dest = d;
1182
1183                         /* dest not in remaining from nodes? */
1184                         if (!node_isset(dest, tmp))
1185                                 break;
1186                 }
1187                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1188                         break;
1189
1190                 node_clear(source, tmp);
1191                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1192                 if (err > 0)
1193                         busy += err;
1194                 if (err < 0)
1195                         break;
1196         }
1197         up_read(&mm->mmap_sem);
1198         if (err < 0)
1199                 return err;
1200         return busy;
1201
1202 }
1203
1204 /*
1205  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1206  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1207  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1208  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1209  * is in virtual address order.
1210  */
1211 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1212 {
1213         struct vm_area_struct *vma;
1214         unsigned long uninitialized_var(address);
1215
1216         vma = find_vma(current->mm, start);
1217         while (vma) {
1218                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1219                 if (address != -EFAULT)
1220                         break;
1221                 vma = vma->vm_next;
1222         }
1223
1224         if (PageHuge(page)) {
1225                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1226                                 vma, address);
1227         } else if (PageTransHuge(page)) {
1228                 struct page *thp;
1229
1230                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1231                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1232                 if (!thp)
1233                         return NULL;
1234                 prep_transhuge_page(thp);
1235                 return thp;
1236         }
1237         /*
1238          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1239          */
1240         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1241                         vma, address);
1242 }
1243 #else
1244
1245 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1246                                 unsigned long flags)
1247 {
1248         return -EIO;
1249 }
1250
1251 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1252                      const nodemask_t *to, int flags)
1253 {
1254         return -ENOSYS;
1255 }
1256
1257 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1258 {
1259         return NULL;
1260 }
1261 #endif
1262
1263 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1264                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1265                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1266 {
1267         struct mm_struct *mm = current->mm;
1268         struct mempolicy *new;
1269         unsigned long end;
1270         int err;
1271         int ret;
1272         LIST_HEAD(pagelist);
1273
1274         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1275                 return -EINVAL;
1276         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1277                 return -EPERM;
1278
1279         if (start & ~PAGE_MASK)
1280                 return -EINVAL;
1281
1282         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1283                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1284
1285         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1286         end = start + len;
1287
1288         if (end < start)
1289                 return -EINVAL;
1290         if (end == start)
1291                 return 0;
1292
1293         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1294         if (IS_ERR(new))
1295                 return PTR_ERR(new);
1296
1297         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1298                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1299
1300         /*
1301          * If we are using the default policy then operation
1302          * on discontinuous address spaces is okay after all
1303          */
1304         if (!new)
1305                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1306
1307         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1308                  start, start + len, mode, mode_flags,
1309                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1310
1311         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1312
1313                 err = migrate_prep();
1314                 if (err)
1315                         goto mpol_out;
1316         }
1317         {
1318                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1319                 if (scratch) {
1320                         down_write(&mm->mmap_sem);
1321                         task_lock(current);
1322                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1323                         task_unlock(current);
1324                         if (err)
1325                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1326                 } else
1327                         err = -ENOMEM;
1328                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1329         }
1330         if (err)
1331                 goto mpol_out;
1332
1333         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1334                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1335
1336         if (ret < 0) {
1337                 err = ret;
1338                 goto up_out;
1339         }
1340
1341         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1342
1343         if (!err) {
1344                 int nr_failed = 0;
1345
1346                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1347                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1348                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1349                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1350                         if (nr_failed)
1351                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1352                 }
1353
1354                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1355                         err = -EIO;
1356         } else {
1357 up_out:
1358                 if (!list_empty(&pagelist))
1359                         putback_movable_pages(&pagelist);
1360         }
1361
1362         up_write(&mm->mmap_sem);
1363 mpol_out:
1364         mpol_put(new);
1365         return err;
1366 }
1367
1368 /*
1369  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1370  */
1371
1372 /* Copy a node mask from user space. */
1373 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1374                      unsigned long maxnode)
1375 {
1376         unsigned long k;
1377         unsigned long t;
1378         unsigned long nlongs;
1379         unsigned long endmask;
1380
1381         --maxnode;
1382         nodes_clear(*nodes);
1383         if (maxnode == 0 || !nmask)
1384                 return 0;
1385         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1386                 return -EINVAL;
1387
1388         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1389         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1390                 endmask = ~0UL;
1391         else
1392                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1393
1394         /*
1395          * When the user specified more nodes than supported just check
1396          * if the non supported part is all zero.
1397          *
1398          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1399          * the bits in that area first. And then go through to
1400          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1401          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1402          */
1403         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1404                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1405                         if (get_user(t, nmask + k))
1406                                 return -EFAULT;
1407                         if (k == nlongs - 1) {
1408                                 if (t & endmask)
1409                                         return -EINVAL;
1410                         } else if (t)
1411                                 return -EINVAL;
1412                 }
1413                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1414                 endmask = ~0UL;
1415         }
1416
1417         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1418                 unsigned long valid_mask = endmask;
1419
1420                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1421                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1422                         return -EFAULT;
1423                 if (t & valid_mask)
1424                         return -EINVAL;
1425         }
1426
1427         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1428                 return -EFAULT;
1429         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 /* Copy a kernel node mask to user space */
1434 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1435                               nodemask_t *nodes)
1436 {
1437         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1438         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1439
1440         if (copy > nbytes) {
1441                 if (copy > PAGE_SIZE)
1442                         return -EINVAL;
1443                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1444                         return -EFAULT;
1445                 copy = nbytes;
1446         }
1447         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1448 }
1449
1450 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1451                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1452                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1453 {
1454         nodemask_t nodes;
1455         int err;
1456         unsigned short mode_flags;
1457
1458         start = untagged_addr(start);
1459         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1460         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1461         if (mode >= MPOL_MAX)
1462                 return -EINVAL;
1463         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1464             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1465                 return -EINVAL;
1466         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1467         if (err)
1468                 return err;
1469         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1470 }
1471
1472 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1473                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1474                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1475 {
1476         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1477 }
1478
1479 /* Set the process memory policy */
1480 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1481                                  unsigned long maxnode)
1482 {
1483         int err;
1484         nodemask_t nodes;
1485         unsigned short flags;
1486
1487         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1488         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1489         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1490                 return -EINVAL;
1491         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1492                 return -EINVAL;
1493         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1494         if (err)
1495                 return err;
1496         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1497 }
1498
1499 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1500                 unsigned long, maxnode)
1501 {
1502         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1503 }
1504
1505 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1506                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1507                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1508 {
1509         struct mm_struct *mm = NULL;
1510         struct task_struct *task;
1511         nodemask_t task_nodes;
1512         int err;
1513         nodemask_t *old;
1514         nodemask_t *new;
1515         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1516
1517         if (!scratch)
1518                 return -ENOMEM;
1519
1520         old = &scratch->mask1;
1521         new = &scratch->mask2;
1522
1523         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1524         if (err)
1525                 goto out;
1526
1527         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1528         if (err)
1529                 goto out;
1530
1531         /* Find the mm_struct */
1532         rcu_read_lock();
1533         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1534         if (!task) {
1535                 rcu_read_unlock();
1536                 err = -ESRCH;
1537                 goto out;
1538         }
1539         get_task_struct(task);
1540
1541         err = -EINVAL;
1542
1543         /*
1544          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1545          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1546          */
1547         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1548                 rcu_read_unlock();
1549                 err = -EPERM;
1550                 goto out_put;
1551         }
1552         rcu_read_unlock();
1553
1554         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1555         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1556         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1557                 err = -EPERM;
1558                 goto out_put;
1559         }
1560
1561         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1562         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1563         if (nodes_empty(*new))
1564                 goto out_put;
1565
1566         err = security_task_movememory(task);
1567         if (err)
1568                 goto out_put;
1569
1570         mm = get_task_mm(task);
1571         put_task_struct(task);
1572
1573         if (!mm) {
1574                 err = -EINVAL;
1575                 goto out;
1576         }
1577
1578         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1579                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1580
1581         mmput(mm);
1582 out:
1583         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1584
1585         return err;
1586
1587 out_put:
1588         put_task_struct(task);
1589         goto out;
1590
1591 }
1592
1593 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1594                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1595                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1596 {
1597         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1598 }
1599
1600
1601 /* Retrieve NUMA policy */
1602 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1603                                 unsigned long __user *nmask,
1604                                 unsigned long maxnode,
1605                                 unsigned long addr,
1606                                 unsigned long flags)
1607 {
1608         int err;
1609         int uninitialized_var(pval);
1610         nodemask_t nodes;
1611
1612         addr = untagged_addr(addr);
1613
1614         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1615                 return -EINVAL;
1616
1617         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1618
1619         if (err)
1620                 return err;
1621
1622         if (policy && put_user(pval, policy))
1623                 return -EFAULT;
1624
1625         if (nmask)
1626                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1627
1628         return err;
1629 }
1630
1631 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1632                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1633                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1634 {
1635         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1636 }
1637
1638 #ifdef CONFIG_COMPAT
1639
1640 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1641                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1642                        compat_ulong_t, maxnode,
1643                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1644 {
1645         long err;
1646         unsigned long __user *nm = NULL;
1647         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1648         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1649
1650         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1651         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1652
1653         if (nmask)
1654                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1655
1656         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1657
1658         if (!err && nmask) {
1659                 unsigned long copy_size;
1660                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1661                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1662                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1663                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1664                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1665         }
1666
1667         return err;
1668 }
1669
1670 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1671                        compat_ulong_t, maxnode)
1672 {
1673         unsigned long __user *nm = NULL;
1674         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1675         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1676
1677         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1678         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1679
1680         if (nmask) {
1681                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1682                         return -EFAULT;
1683                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1684                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1685                         return -EFAULT;
1686         }
1687
1688         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1689 }
1690
1691 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1692                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1693                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1694 {
1695         unsigned long __user *nm = NULL;
1696         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1697         nodemask_t bm;
1698
1699         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1700         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1701
1702         if (nmask) {
1703                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1704                         return -EFAULT;
1705                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1706                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1707                         return -EFAULT;
1708         }
1709
1710         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1711 }
1712
1713 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1714                        compat_ulong_t, maxnode,
1715                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1716                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1717 {
1718         unsigned long __user *old = NULL;
1719         unsigned long __user *new = NULL;
1720         nodemask_t tmp_mask;
1721         unsigned long nr_bits;
1722         unsigned long size;
1723
1724         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1725         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1726         if (old_nodes) {
1727                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1728                         return -EFAULT;
1729                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1730                 if (new_nodes)
1731                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1732                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1733                         return -EFAULT;
1734         }
1735         if (new_nodes) {
1736                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1737                         return -EFAULT;
1738                 if (new == NULL)
1739                         new = compat_alloc_user_space(size);
1740                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1741                         return -EFAULT;
1742         }
1743         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1744 }
1745
1746 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1747
1748 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1749 {
1750         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1751                 return false;
1752
1753         /*
1754          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1755          * incurring periodic faults.
1756          */
1757         if (vma_is_dax(vma))
1758                 return false;
1759
1760         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1761                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1762                 return false;
1763
1764         /*
1765          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1766          * do so then migration (at least from node to node) is not
1767          * possible.
1768          */
1769         if (vma->vm_file &&
1770                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1771                         < policy_zone)
1772                 return false;
1773         return true;
1774 }
1775
1776 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1777                                                 unsigned long addr)
1778 {
1779         struct mempolicy *pol = NULL;
1780
1781         if (vma) {
1782                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1783                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1784                 } else if (vma->vm_policy) {
1785                         pol = vma->vm_policy;
1786
1787                         /*
1788                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1789                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1790                          * count on these policies which will be dropped by
1791                          * mpol_cond_put() later
1792                          */
1793                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1794                                 mpol_get(pol);
1795                 }
1796         }
1797
1798         return pol;
1799 }
1800
1801 /*
1802  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1803  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1804  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1805  *
1806  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1807  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1808  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1809  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1810  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1811  * extra reference for shared policies.
1812  */
1813 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1814                                                 unsigned long addr)
1815 {
1816         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1817
1818         if (!pol)
1819                 pol = get_task_policy(current);
1820
1821         return pol;
1822 }
1823
1824 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1825 {
1826         struct mempolicy *pol;
1827
1828         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1829                 bool ret = false;
1830
1831                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1832                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1833                         ret = true;
1834                 mpol_cond_put(pol);
1835
1836                 return ret;
1837         }
1838
1839         pol = vma->vm_policy;
1840         if (!pol)
1841                 pol = get_task_policy(current);
1842
1843         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1844 }
1845
1846 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1847 {
1848         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1849
1850         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1851
1852         /*
1853          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1854          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1855          *
1856          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1857          * so if the following test faile, it implies
1858          * policy->v.nodes has movable memory only.
1859          */
1860         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1861                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1862
1863         return zone >= dynamic_policy_zone;
1864 }
1865
1866 /*
1867  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1868  * page allocation
1869  */
1870 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1871 {
1872         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1873         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1874                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1875                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1876                 return &policy->v.nodes;
1877
1878         return NULL;
1879 }
1880
1881 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1882 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1883                                                                 int nd)
1884 {
1885         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1886                 nd = policy->v.preferred_node;
1887         else {
1888                 /*
1889                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1890                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1891                  * requested node and not break the policy.
1892                  */
1893                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1894         }
1895
1896         return nd;
1897 }
1898
1899 /* Do dynamic interleaving for a process */
1900 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1901 {
1902         unsigned next;
1903         struct task_struct *me = current;
1904
1905         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1906         if (next < MAX_NUMNODES)
1907                 me->il_prev = next;
1908         return next;
1909 }
1910
1911 /*
1912  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1913  * next slab entry.
1914  */
1915 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1916 {
1917         struct mempolicy *policy;
1918         int node = numa_mem_id();
1919
1920         if (in_interrupt())
1921                 return node;
1922
1923         policy = current->mempolicy;
1924         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1925                 return node;
1926
1927         switch (policy->mode) {
1928         case MPOL_PREFERRED:
1929                 /*
1930                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1931                  */
1932                 return policy->v.preferred_node;
1933
1934         case MPOL_INTERLEAVE:
1935                 return interleave_nodes(policy);
1936
1937         case MPOL_BIND: {
1938                 struct zoneref *z;
1939
1940                 /*
1941                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1942                  * first node.
1943                  */
1944                 struct zonelist *zonelist;
1945                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1946                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1947                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1948                                                         &policy->v.nodes);
1949                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1950         }
1951
1952         default:
1953                 BUG();
1954         }
1955 }
1956
1957 /*
1958  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1959  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1960  * number of present nodes.
1961  */
1962 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1963 {
1964         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1965         unsigned target;
1966         int i;
1967         int nid;
1968
1969         if (!nnodes)
1970                 return numa_node_id();
1971         target = (unsigned int)n % nnodes;
1972         nid = first_node(pol->v.nodes);
1973         for (i = 0; i < target; i++)
1974                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1975         return nid;
1976 }
1977
1978 /* Determine a node number for interleave */
1979 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1980                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1981 {
1982         if (vma) {
1983                 unsigned long off;
1984
1985                 /*
1986                  * for small pages, there is no difference between
1987                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1988                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1989                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1990                  * a useful offset.
1991                  */
1992                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1993                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1994                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1995                 return offset_il_node(pol, off);
1996         } else
1997                 return interleave_nodes(pol);
1998 }
1999
2000 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2001 /*
2002  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2003  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2004  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2005  * @gfp_flags: for requested zone
2006  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2007  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2008  *
2009  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2010  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2011  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2012  * @nodemask for filtering the zonelist.
2013  *
2014  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2015  */
2016 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2017                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2018 {
2019         int nid;
2020
2021         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2022         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2023
2024         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2025                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2026                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2027         } else {
2028                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2029                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2030                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2031         }
2032         return nid;
2033 }
2034
2035 /*
2036  * init_nodemask_of_mempolicy
2037  *
2038  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2039  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2040  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2041  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2042  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2043  * of non-default mempolicy.
2044  *
2045  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2046  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2047  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2048  *
2049  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2050  */
2051 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2052 {
2053         struct mempolicy *mempolicy;
2054         int nid;
2055
2056         if (!(mask && current->mempolicy))
2057                 return false;
2058
2059         task_lock(current);
2060         mempolicy = current->mempolicy;
2061         switch (mempolicy->mode) {
2062         case MPOL_PREFERRED:
2063                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2064                         nid = numa_node_id();
2065                 else
2066                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2067                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2068                 break;
2069
2070         case MPOL_BIND:
2071         case MPOL_INTERLEAVE:
2072                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2073                 break;
2074
2075         default:
2076                 BUG();
2077         }
2078         task_unlock(current);
2079
2080         return true;
2081 }
2082 #endif
2083
2084 /*
2085  * mempolicy_nodemask_intersects
2086  *
2087  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2088  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2089  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2090  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2091  *
2092  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2093  */
2094 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2095                                         const nodemask_t *mask)
2096 {
2097         struct mempolicy *mempolicy;
2098         bool ret = true;
2099
2100         if (!mask)
2101                 return ret;
2102         task_lock(tsk);
2103         mempolicy = tsk->mempolicy;
2104         if (!mempolicy)
2105                 goto out;
2106
2107         switch (mempolicy->mode) {
2108         case MPOL_PREFERRED:
2109                 /*
2110                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2111                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2112                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2113                  * nodes in mask.
2114                  */
2115                 break;
2116         case MPOL_BIND:
2117         case MPOL_INTERLEAVE:
2118                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2119                 break;
2120         default:
2121                 BUG();
2122         }
2123 out:
2124         task_unlock(tsk);
2125         return ret;
2126 }
2127
2128 /* Allocate a page in interleaved policy.
2129    Own path because it needs to do special accounting. */
2130 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2131                                         unsigned nid)
2132 {
2133         struct page *page;
2134
2135         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2136         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2137         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2138                 return page;
2139         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2140                 preempt_disable();
2141                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2142                 preempt_enable();
2143         }
2144         return page;
2145 }
2146
2147 /**
2148  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2149  *
2150  *      @gfp:
2151  *      %GFP_USER    user allocation.
2152  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2153  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2154  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2155  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2156  *
2157  *      @order:Order of the GFP allocation.
2158  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2159  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2160  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2161  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2162  *
2163  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2164  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2165  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2166  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2167  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2168  *      NULL when no page can be allocated.
2169  */
2170 struct page *
2171 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2172                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2173 {
2174         struct mempolicy *pol;
2175         struct page *page;
2176         int preferred_nid;
2177         nodemask_t *nmask;
2178
2179         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2180
2181         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2182                 unsigned nid;
2183
2184                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2185                 mpol_cond_put(pol);
2186                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2187                 goto out;
2188         }
2189
2190         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2191                 int hpage_node = node;
2192
2193                 /*
2194                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2195                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2196                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2197                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2198                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2199                  *
2200                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2201                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2202                  */
2203                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2204                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2205
2206                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2207                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2208                         mpol_cond_put(pol);
2209                         /*
2210                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2211                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2212                          */
2213                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2214                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2215
2216                         /*
2217                          * If hugepage allocations are configured to always
2218                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2219                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2220                          * memory with both reclaim and compact as well.
2221                          */
2222                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2223                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2224                                                                 gfp, order);
2225
2226                         goto out;
2227                 }
2228         }
2229
2230         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2231         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2232         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2233         mpol_cond_put(pol);
2234 out:
2235         return page;
2236 }
2237 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2238
2239 /**
2240  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2241  *
2242  *      @gfp:
2243  *              %GFP_USER   user allocation,
2244  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2245  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2246  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2247  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2248  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2249  *
2250  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2251  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2252  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2253  */
2254 struct page *alloc_pages_current(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
2269                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2270                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2271                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2272
2273         return page;
2274 }
2275 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2276
2277 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2278 {
2279         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2280
2281         if (IS_ERR(pol))
2282                 return PTR_ERR(pol);
2283         dst->vm_policy = pol;
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 /*
2288  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2289  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2290  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2291  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2292  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2293  *
2294  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2295  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2296  */
2297
2298 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2299 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2300 {
2301         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2302
2303         if (!new)
2304                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2305
2306         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2307         if (old == current->mempolicy) {
2308                 task_lock(current);
2309                 *new = *old;
2310                 task_unlock(current);
2311         } else
2312                 *new = *old;
2313
2314         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2315                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2316                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2317         }
2318         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2319         return new;
2320 }
2321
2322 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2323 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2324 {
2325         if (!a || !b)
2326                 return false;
2327         if (a->mode != b->mode)
2328                 return false;
2329         if (a->flags != b->flags)
2330                 return false;
2331         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2332                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2333                         return false;
2334
2335         switch (a->mode) {
2336         case MPOL_BIND:
2337         case MPOL_INTERLEAVE:
2338                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2339         case MPOL_PREFERRED:
2340                 /* a's ->flags is the same as b's */
2341                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2342                         return true;
2343                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2344         default:
2345                 BUG();
2346                 return false;
2347         }
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Shared memory backing store policy support.
2352  *
2353  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2354  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2355  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2356  * for any accesses to the tree.
2357  */
2358
2359 /*
2360  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2361  * reading or for writing
2362  */
2363 static struct sp_node *
2364 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2365 {
2366         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2367
2368         while (n) {
2369                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2370
2371                 if (start >= p->end)
2372                         n = n->rb_right;
2373                 else if (end <= p->start)
2374                         n = n->rb_left;
2375                 else
2376                         break;
2377         }
2378         if (!n)
2379                 return NULL;
2380         for (;;) {
2381                 struct sp_node *w = NULL;
2382                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2383                 if (!prev)
2384                         break;
2385                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2386                 if (w->end <= start)
2387                         break;
2388                 n = prev;
2389         }
2390         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2395  * writing.
2396  */
2397 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2398 {
2399         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2400         struct rb_node *parent = NULL;
2401         struct sp_node *nd;
2402
2403         while (*p) {
2404                 parent = *p;
2405                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2406                 if (new->start < nd->start)
2407                         p = &(*p)->rb_left;
2408                 else if (new->end > nd->end)
2409                         p = &(*p)->rb_right;
2410                 else
2411                         BUG();
2412         }
2413         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2414         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2415         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2416                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2417 }
2418
2419 /* Find shared policy intersecting idx */
2420 struct mempolicy *
2421 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2422 {
2423         struct mempolicy *pol = NULL;
2424         struct sp_node *sn;
2425
2426         if (!sp->root.rb_node)
2427                 return NULL;
2428         read_lock(&sp->lock);
2429         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2430         if (sn) {
2431                 mpol_get(sn->policy);
2432                 pol = sn->policy;
2433         }
2434         read_unlock(&sp->lock);
2435         return pol;
2436 }
2437
2438 static void sp_free(struct sp_node *n)
2439 {
2440         mpol_put(n->policy);
2441         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2442 }
2443
2444 /**
2445  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2446  *
2447  * @page: page to be checked
2448  * @vma: vm area where page mapped
2449  * @addr: virtual address where page mapped
2450  *
2451  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2452  * node id.
2453  *
2454  * Returns:
2455  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2456  *      node    - node id where the page should be
2457  *
2458  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2459  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2460  */
2461 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2462 {
2463         struct mempolicy *pol;
2464         struct zoneref *z;
2465         int curnid = page_to_nid(page);
2466         unsigned long pgoff;
2467         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2468         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2469         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2470         int ret = -1;
2471
2472         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2473         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2474                 goto out;
2475
2476         switch (pol->mode) {
2477         case MPOL_INTERLEAVE:
2478                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2479                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2480                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2481                 break;
2482
2483         case MPOL_PREFERRED:
2484                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2485                         polnid = numa_node_id();
2486                 else
2487                         polnid = pol->v.preferred_node;
2488                 break;
2489
2490         case MPOL_BIND:
2491
2492                 /*
2493                  * allows binding to multiple nodes.
2494                  * use current page if in policy nodemask,
2495                  * else select nearest allowed node, if any.
2496                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2497                  */
2498                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2499                         goto out;
2500                 z = first_zones_zonelist(
2501                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2502                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2503                                 &pol->v.nodes);
2504                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2505                 break;
2506
2507         default:
2508                 BUG();
2509         }
2510
2511         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2512         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2513                 polnid = thisnid;
2514
2515                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2516                         goto out;
2517         }
2518
2519         if (curnid != polnid)
2520                 ret = polnid;
2521 out:
2522         mpol_cond_put(pol);
2523
2524         return ret;
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2529  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2530  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2531  * policy.
2532  */
2533 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2534 {
2535         struct mempolicy *pol;
2536
2537         task_lock(task);
2538         pol = task->mempolicy;
2539         task->mempolicy = NULL;
2540         task_unlock(task);
2541         mpol_put(pol);
2542 }
2543
2544 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2545 {
2546         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2547         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2548         sp_free(n);
2549 }
2550
2551 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2552                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2553 {
2554         node->start = start;
2555         node->end = end;
2556         node->policy = pol;
2557 }
2558
2559 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2560                                 struct mempolicy *pol)
2561 {
2562         struct sp_node *n;
2563         struct mempolicy *newpol;
2564
2565         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2566         if (!n)
2567                 return NULL;
2568
2569         newpol = mpol_dup(pol);
2570         if (IS_ERR(newpol)) {
2571                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2572                 return NULL;
2573         }
2574         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2575         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2576
2577         return n;
2578 }
2579
2580 /* Replace a policy range. */
2581 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2582                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2583 {
2584         struct sp_node *n;
2585         struct sp_node *n_new = NULL;
2586         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2587         int ret = 0;
2588
2589 restart:
2590         write_lock(&sp->lock);
2591         n = sp_lookup(sp, start, end);
2592         /* Take care of old policies in the same range. */
2593         while (n && n->start < end) {
2594                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2595                 if (n->start >= start) {
2596                         if (n->end <= end)
2597                                 sp_delete(sp, n);
2598                         else
2599                                 n->start = end;
2600                 } else {
2601                         /* Old policy spanning whole new range. */
2602                         if (n->end > end) {
2603                                 if (!n_new)
2604                                         goto alloc_new;
2605
2606                                 *mpol_new = *n->policy;
2607                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2608                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2609                                 n->end = start;
2610                                 sp_insert(sp, n_new);
2611                                 n_new = NULL;
2612                                 mpol_new = NULL;
2613                                 break;
2614                         } else
2615                                 n->end = start;
2616                 }
2617                 if (!next)
2618                         break;
2619                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2620         }
2621         if (new)
2622                 sp_insert(sp, new);
2623         write_unlock(&sp->lock);
2624         ret = 0;
2625
2626 err_out:
2627         if (mpol_new)
2628                 mpol_put(mpol_new);
2629         if (n_new)
2630                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2631
2632         return ret;
2633
2634 alloc_new:
2635         write_unlock(&sp->lock);
2636         ret = -ENOMEM;
2637         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2638         if (!n_new)
2639                 goto err_out;
2640         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2641         if (!mpol_new)
2642                 goto err_out;
2643         goto restart;
2644 }
2645
2646 /**
2647  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2648  * @sp: pointer to inode shared policy
2649  * @mpol:  struct mempolicy to install
2650  *
2651  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2652  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2653  * This must be released on exit.
2654  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2655  */
2656 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2657 {
2658         int ret;
2659
2660         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2661         rwlock_init(&sp->lock);
2662
2663         if (mpol) {
2664                 struct vm_area_struct pvma;
2665                 struct mempolicy *new;
2666                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2667
2668                 if (!scratch)
2669                         goto put_mpol;
2670                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2671                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2672                 if (IS_ERR(new))
2673                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2674
2675                 task_lock(current);
2676                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2677                 task_unlock(current);
2678                 if (ret)
2679                         goto put_new;
2680
2681                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2682                 vma_init(&pvma, NULL);
2683                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2684                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2685
2686 put_new:
2687                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2688 free_scratch:
2689                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2690 put_mpol:
2691                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2692         }
2693 }
2694
2695 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2696                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2697 {
2698         int err;
2699         struct sp_node *new = NULL;
2700         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2701
2702         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2703                  vma->vm_pgoff,
2704                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2705                  npol ? npol->flags : -1,
2706                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2707
2708         if (npol) {
2709                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2710                 if (!new)
2711                         return -ENOMEM;
2712         }
2713         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2714         if (err && new)
2715                 sp_free(new);
2716         return err;
2717 }
2718
2719 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2720 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2721 {
2722         struct sp_node *n;
2723         struct rb_node *next;
2724
2725         if (!p->root.rb_node)
2726                 return;
2727         write_lock(&p->lock);
2728         next = rb_first(&p->root);
2729         while (next) {
2730                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2731                 next = rb_next(&n->nd);
2732                 sp_delete(p, n);
2733         }
2734         write_unlock(&p->lock);
2735 }
2736
2737 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2738 static int __initdata numabalancing_override;
2739
2740 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2741 {
2742         bool numabalancing_default = false;
2743
2744         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2745                 numabalancing_default = true;
2746
2747         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2748         if (numabalancing_override)
2749                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2750
2751         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2752                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2753                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2754                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2755         }
2756 }
2757
2758 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2759 {
2760         int ret = 0;
2761         if (!str)
2762                 goto out;
2763
2764         if (!strcmp(str, "enable")) {
2765                 numabalancing_override = 1;
2766                 ret = 1;
2767         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2768                 numabalancing_override = -1;
2769                 ret = 1;
2770         }
2771 out:
2772         if (!ret)
2773                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2774
2775         return ret;
2776 }
2777 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2778 #else
2779 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2780 {
2781 }
2782 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2783
2784 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2785 void __init numa_policy_init(void)
2786 {
2787         nodemask_t interleave_nodes;
2788         unsigned long largest = 0;
2789         int nid, prefer = 0;
2790
2791         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2792                                          sizeof(struct mempolicy),
2793                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2794
2795         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2796                                      sizeof(struct sp_node),
2797                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2798
2799         for_each_node(nid) {
2800                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2801                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2802                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2803                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2804                         .v = { .preferred_node = nid, },
2805                 };
2806         }
2807
2808         /*
2809          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2810          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2811          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2812          */
2813         nodes_clear(interleave_nodes);
2814         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2815                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2816
2817                 /* Preserve the largest node */
2818                 if (largest < total_pages) {
2819                         largest = total_pages;
2820                         prefer = nid;
2821                 }
2822
2823                 /* Interleave this node? */
2824                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2825                         node_set(nid, interleave_nodes);
2826         }
2827
2828         /* All too small, use the largest */
2829         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2830                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2831
2832         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2833                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2834
2835         check_numabalancing_enable();
2836 }
2837
2838 /* Reset policy of current process to default */
2839 void numa_default_policy(void)
2840 {
2841         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2842 }
2843
2844 /*
2845  * Parse and format mempolicy from/to strings
2846  */
2847
2848 /*
2849  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2850  */
2851 static const char * const policy_modes[] =
2852 {
2853         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2854         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2855         [MPOL_BIND]       = "bind",
2856         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2857         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2858 };
2859
2860
2861 #ifdef CONFIG_TMPFS
2862 /**
2863  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2864  * @str:  string containing mempolicy to parse
2865  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2866  *
2867  * Format of input:
2868  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2869  *
2870  * On success, returns 0, else 1
2871  */
2872 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2873 {
2874         struct mempolicy *new = NULL;
2875         unsigned short mode_flags;
2876         nodemask_t nodes;
2877         char *nodelist = strchr(str, ':');
2878         char *flags = strchr(str, '=');
2879         int err = 1, mode;
2880
2881         if (flags)
2882                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2883
2884         if (nodelist) {
2885                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2886                 *nodelist++ = '\0';
2887                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2888                         goto out;
2889                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2890                         goto out;
2891         } else
2892                 nodes_clear(nodes);
2893
2894         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2895         if (mode < 0)
2896                 goto out;
2897
2898         switch (mode) {
2899         case MPOL_PREFERRED:
2900                 /*
2901                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2902                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2903                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2904                  */
2905                 if (nodelist) {
2906                         char *rest = nodelist;
2907                         while (isdigit(*rest))
2908                                 rest++;
2909                         if (*rest)
2910                                 goto out;
2911                         if (nodes_empty(nodes))
2912                                 goto out;
2913                 }
2914                 break;
2915         case MPOL_INTERLEAVE:
2916                 /*
2917                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2918                  */
2919                 if (!nodelist)
2920                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2921                 break;
2922         case MPOL_LOCAL:
2923                 /*
2924                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2925                  */
2926                 if (nodelist)
2927                         goto out;
2928                 mode = MPOL_PREFERRED;
2929                 break;
2930         case MPOL_DEFAULT:
2931                 /*
2932                  * Insist on a empty nodelist
2933                  */
2934                 if (!nodelist)
2935                         err = 0;
2936                 goto out;
2937         case MPOL_BIND:
2938                 /*
2939                  * Insist on a nodelist
2940                  */
2941                 if (!nodelist)
2942                         goto out;
2943         }
2944
2945         mode_flags = 0;
2946         if (flags) {
2947                 /*
2948                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2949                  * mode flags.
2950                  */
2951                 if (!strcmp(flags, "static"))
2952                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2953                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2954                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2955                 else
2956                         goto out;
2957         }
2958
2959         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2960         if (IS_ERR(new))
2961                 goto out;
2962
2963         /*
2964          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2965          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2966          */
2967         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2968                 new->v.nodes = nodes;
2969         else if (nodelist)
2970                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2971         else
2972                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2973
2974         /*
2975          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2976          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2977          */
2978         new->w.user_nodemask = nodes;
2979
2980         err = 0;
2981
2982 out:
2983         /* Restore string for error message */
2984         if (nodelist)
2985                 *--nodelist = ':';
2986         if (flags)
2987                 *--flags = '=';
2988         if (!err)
2989                 *mpol = new;
2990         return err;
2991 }
2992 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2993
2994 /**
2995  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2996  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2997  * @maxlen:  length of @buffer
2998  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2999  *
3000  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3001  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3002  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3003  */
3004 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3005 {
3006         char *p = buffer;
3007         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3008         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3009         unsigned short flags = 0;
3010
3011         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3012                 mode = pol->mode;
3013                 flags = pol->flags;
3014         }
3015
3016         switch (mode) {
3017         case MPOL_DEFAULT:
3018                 break;
3019         case MPOL_PREFERRED:
3020                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3021                         mode = MPOL_LOCAL;
3022                 else
3023                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3024                 break;
3025         case MPOL_BIND:
3026         case MPOL_INTERLEAVE:
3027                 nodes = pol->v.nodes;
3028                 break;
3029         default:
3030                 WARN_ON_ONCE(1);
3031                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3032                 return;
3033         }
3034
3035         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3036
3037         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3038                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3039
3040                 /*
3041                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3042                  */
3043                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3044                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3045                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3046                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3047         }
3048
3049         if (!nodes_empty(nodes))
3050                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3051                                nodemask_pr_args(&nodes));
3052 }