Merge branch 'akpm' (patches from Andrew)
[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;
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                 err = page_to_nid(p);
906                 put_page(p);
907         }
908         if (locked)
909                 up_read(&mm->mmap_sem);
910         return err;
911 }
912
913 /* Retrieve NUMA policy */
914 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
915                              unsigned long addr, unsigned long flags)
916 {
917         int err;
918         struct mm_struct *mm = current->mm;
919         struct vm_area_struct *vma = NULL;
920         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
921
922         if (flags &
923                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
924                 return -EINVAL;
925
926         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
927                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
928                         return -EINVAL;
929                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
930                 task_lock(current);
931                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
932                 task_unlock(current);
933                 return 0;
934         }
935
936         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
937                 /*
938                  * Do NOT fall back to task policy if the
939                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
940                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
941                  */
942                 down_read(&mm->mmap_sem);
943                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
944                 if (!vma) {
945                         up_read(&mm->mmap_sem);
946                         return -EFAULT;
947                 }
948                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
949                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
950                 else
951                         pol = vma->vm_policy;
952         } else if (addr)
953                 return -EINVAL;
954
955         if (!pol)
956                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
957
958         if (flags & MPOL_F_NODE) {
959                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
960                         /*
961                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
962                          * wil drop the mmap_sem, so after calling
963                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
964                          * is stale.
965                          */
966                         pol_refcount = pol;
967                         vma = NULL;
968                         mpol_get(pol);
969                         err = lookup_node(mm, addr);
970                         if (err < 0)
971                                 goto out;
972                         *policy = err;
973                 } else if (pol == current->mempolicy &&
974                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
975                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
976                 } else {
977                         err = -EINVAL;
978                         goto out;
979                 }
980         } else {
981                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
982                                                 pol->mode;
983                 /*
984                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
985                  * the policy to userspace.
986                  */
987                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
988         }
989
990         err = 0;
991         if (nmask) {
992                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
993                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
994                 } else {
995                         task_lock(current);
996                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
997                         task_unlock(current);
998                 }
999         }
1000
1001  out:
1002         mpol_cond_put(pol);
1003         if (vma)
1004                 up_read(&mm->mmap_sem);
1005         if (pol_refcount)
1006                 mpol_put(pol_refcount);
1007         return err;
1008 }
1009
1010 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1011 /*
1012  * page migration, thp tail pages can be passed.
1013  */
1014 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1015                                 unsigned long flags)
1016 {
1017         struct page *head = compound_head(page);
1018         /*
1019          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1020          */
1021         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1022                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1023                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1024                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1025                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1026                                 hpage_nr_pages(head));
1027                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1028                         /*
1029                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1030                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1031                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1032                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1033                          * should return -EIO for this case too.
1034                          */
1035                         return -EIO;
1036                 }
1037         }
1038
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 /* page allocation callback for NUMA node migration */
1043 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
1044 {
1045         if (PageHuge(page))
1046                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1047                                         node);
1048         else if (PageTransHuge(page)) {
1049                 struct page *thp;
1050
1051                 thp = alloc_pages_node(node,
1052                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1053                         HPAGE_PMD_ORDER);
1054                 if (!thp)
1055                         return NULL;
1056                 prep_transhuge_page(thp);
1057                 return thp;
1058         } else
1059                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1060                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * Migrate pages from one node to a target node.
1065  * Returns error or the number of pages not migrated.
1066  */
1067 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1068                            int flags)
1069 {
1070         nodemask_t nmask;
1071         LIST_HEAD(pagelist);
1072         int err = 0;
1073
1074         nodes_clear(nmask);
1075         node_set(source, nmask);
1076
1077         /*
1078          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1079          * need migration.  Between passing in the full user address
1080          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1081          */
1082         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1083         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1084                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1085
1086         if (!list_empty(&pagelist)) {
1087                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1088                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1089                 if (err)
1090                         putback_movable_pages(&pagelist);
1091         }
1092
1093         return err;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1098  * layout as much as possible.
1099  *
1100  * Returns the number of page that could not be moved.
1101  */
1102 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1103                      const nodemask_t *to, int flags)
1104 {
1105         int busy = 0;
1106         int err;
1107         nodemask_t tmp;
1108
1109         err = migrate_prep();
1110         if (err)
1111                 return err;
1112
1113         down_read(&mm->mmap_sem);
1114
1115         /*
1116          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1117          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1118          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1119          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1120          *
1121          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1122          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1123          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1124          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1125          *
1126          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1127          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1128          * (nothing left to migrate).
1129          *
1130          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1131          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1132          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1133          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1134          * before migrating outgoing memory source that same node.
1135          *
1136          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1137          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1138          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1139          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1140          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1141          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1142          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1143          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1144          */
1145
1146         tmp = *from;
1147         while (!nodes_empty(tmp)) {
1148                 int s,d;
1149                 int source = NUMA_NO_NODE;
1150                 int dest = 0;
1151
1152                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1153
1154                         /*
1155                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1156                          * node relationship of the pages established between
1157                          * threads and memory areas.
1158                          *
1159                          * However if the number of source nodes is not equal to
1160                          * the number of destination nodes we can not preserve
1161                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1162                          * copying memory from a node that is in the destination
1163                          * mask.
1164                          *
1165                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1166                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1167                          */
1168
1169                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1170                                                 (node_isset(s, *to)))
1171                                 continue;
1172
1173                         d = node_remap(s, *from, *to);
1174                         if (s == d)
1175                                 continue;
1176
1177                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1178                         dest = d;
1179
1180                         /* dest not in remaining from nodes? */
1181                         if (!node_isset(dest, tmp))
1182                                 break;
1183                 }
1184                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1185                         break;
1186
1187                 node_clear(source, tmp);
1188                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1189                 if (err > 0)
1190                         busy += err;
1191                 if (err < 0)
1192                         break;
1193         }
1194         up_read(&mm->mmap_sem);
1195         if (err < 0)
1196                 return err;
1197         return busy;
1198
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1203  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1204  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1205  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1206  * is in virtual address order.
1207  */
1208 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1209 {
1210         struct vm_area_struct *vma;
1211         unsigned long uninitialized_var(address);
1212
1213         vma = find_vma(current->mm, start);
1214         while (vma) {
1215                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1216                 if (address != -EFAULT)
1217                         break;
1218                 vma = vma->vm_next;
1219         }
1220
1221         if (PageHuge(page)) {
1222                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1223                                 vma, address);
1224         } else if (PageTransHuge(page)) {
1225                 struct page *thp;
1226
1227                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1228                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1229                 if (!thp)
1230                         return NULL;
1231                 prep_transhuge_page(thp);
1232                 return thp;
1233         }
1234         /*
1235          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1236          */
1237         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1238                         vma, address);
1239 }
1240 #else
1241
1242 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1243                                 unsigned long flags)
1244 {
1245         return -EIO;
1246 }
1247
1248 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1249                      const nodemask_t *to, int flags)
1250 {
1251         return -ENOSYS;
1252 }
1253
1254 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1255 {
1256         return NULL;
1257 }
1258 #endif
1259
1260 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1261                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1262                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1263 {
1264         struct mm_struct *mm = current->mm;
1265         struct mempolicy *new;
1266         unsigned long end;
1267         int err;
1268         int ret;
1269         LIST_HEAD(pagelist);
1270
1271         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1272                 return -EINVAL;
1273         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1274                 return -EPERM;
1275
1276         if (start & ~PAGE_MASK)
1277                 return -EINVAL;
1278
1279         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1280                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1281
1282         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1283         end = start + len;
1284
1285         if (end < start)
1286                 return -EINVAL;
1287         if (end == start)
1288                 return 0;
1289
1290         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1291         if (IS_ERR(new))
1292                 return PTR_ERR(new);
1293
1294         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1295                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1296
1297         /*
1298          * If we are using the default policy then operation
1299          * on discontinuous address spaces is okay after all
1300          */
1301         if (!new)
1302                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1303
1304         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1305                  start, start + len, mode, mode_flags,
1306                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1307
1308         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1309
1310                 err = migrate_prep();
1311                 if (err)
1312                         goto mpol_out;
1313         }
1314         {
1315                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1316                 if (scratch) {
1317                         down_write(&mm->mmap_sem);
1318                         task_lock(current);
1319                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1320                         task_unlock(current);
1321                         if (err)
1322                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1323                 } else
1324                         err = -ENOMEM;
1325                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1326         }
1327         if (err)
1328                 goto mpol_out;
1329
1330         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1331                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1332
1333         if (ret < 0) {
1334                 err = ret;
1335                 goto up_out;
1336         }
1337
1338         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1339
1340         if (!err) {
1341                 int nr_failed = 0;
1342
1343                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1344                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1345                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1346                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1347                         if (nr_failed)
1348                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1349                 }
1350
1351                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1352                         err = -EIO;
1353         } else {
1354 up_out:
1355                 if (!list_empty(&pagelist))
1356                         putback_movable_pages(&pagelist);
1357         }
1358
1359         up_write(&mm->mmap_sem);
1360 mpol_out:
1361         mpol_put(new);
1362         return err;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1367  */
1368
1369 /* Copy a node mask from user space. */
1370 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1371                      unsigned long maxnode)
1372 {
1373         unsigned long k;
1374         unsigned long t;
1375         unsigned long nlongs;
1376         unsigned long endmask;
1377
1378         --maxnode;
1379         nodes_clear(*nodes);
1380         if (maxnode == 0 || !nmask)
1381                 return 0;
1382         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1383                 return -EINVAL;
1384
1385         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1386         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1387                 endmask = ~0UL;
1388         else
1389                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1390
1391         /*
1392          * When the user specified more nodes than supported just check
1393          * if the non supported part is all zero.
1394          *
1395          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1396          * the bits in that area first. And then go through to
1397          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1398          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1399          */
1400         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1401                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1402                         if (get_user(t, nmask + k))
1403                                 return -EFAULT;
1404                         if (k == nlongs - 1) {
1405                                 if (t & endmask)
1406                                         return -EINVAL;
1407                         } else if (t)
1408                                 return -EINVAL;
1409                 }
1410                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1411                 endmask = ~0UL;
1412         }
1413
1414         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1415                 unsigned long valid_mask = endmask;
1416
1417                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1418                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1419                         return -EFAULT;
1420                 if (t & valid_mask)
1421                         return -EINVAL;
1422         }
1423
1424         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1425                 return -EFAULT;
1426         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1427         return 0;
1428 }
1429
1430 /* Copy a kernel node mask to user space */
1431 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1432                               nodemask_t *nodes)
1433 {
1434         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1435         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1436
1437         if (copy > nbytes) {
1438                 if (copy > PAGE_SIZE)
1439                         return -EINVAL;
1440                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1441                         return -EFAULT;
1442                 copy = nbytes;
1443         }
1444         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1445 }
1446
1447 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1448                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1449                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1450 {
1451         nodemask_t nodes;
1452         int err;
1453         unsigned short mode_flags;
1454
1455         start = untagged_addr(start);
1456         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1457         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1458         if (mode >= MPOL_MAX)
1459                 return -EINVAL;
1460         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1461             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1462                 return -EINVAL;
1463         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1464         if (err)
1465                 return err;
1466         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1467 }
1468
1469 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1470                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1471                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1472 {
1473         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1474 }
1475
1476 /* Set the process memory policy */
1477 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1478                                  unsigned long maxnode)
1479 {
1480         int err;
1481         nodemask_t nodes;
1482         unsigned short flags;
1483
1484         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1485         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1486         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1487                 return -EINVAL;
1488         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1489                 return -EINVAL;
1490         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1491         if (err)
1492                 return err;
1493         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1494 }
1495
1496 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1497                 unsigned long, maxnode)
1498 {
1499         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1500 }
1501
1502 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1503                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1504                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1505 {
1506         struct mm_struct *mm = NULL;
1507         struct task_struct *task;
1508         nodemask_t task_nodes;
1509         int err;
1510         nodemask_t *old;
1511         nodemask_t *new;
1512         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1513
1514         if (!scratch)
1515                 return -ENOMEM;
1516
1517         old = &scratch->mask1;
1518         new = &scratch->mask2;
1519
1520         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1521         if (err)
1522                 goto out;
1523
1524         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1525         if (err)
1526                 goto out;
1527
1528         /* Find the mm_struct */
1529         rcu_read_lock();
1530         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1531         if (!task) {
1532                 rcu_read_unlock();
1533                 err = -ESRCH;
1534                 goto out;
1535         }
1536         get_task_struct(task);
1537
1538         err = -EINVAL;
1539
1540         /*
1541          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1542          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1543          */
1544         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1545                 rcu_read_unlock();
1546                 err = -EPERM;
1547                 goto out_put;
1548         }
1549         rcu_read_unlock();
1550
1551         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1552         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1553         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1554                 err = -EPERM;
1555                 goto out_put;
1556         }
1557
1558         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1559         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1560         if (nodes_empty(*new))
1561                 goto out_put;
1562
1563         err = security_task_movememory(task);
1564         if (err)
1565                 goto out_put;
1566
1567         mm = get_task_mm(task);
1568         put_task_struct(task);
1569
1570         if (!mm) {
1571                 err = -EINVAL;
1572                 goto out;
1573         }
1574
1575         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1576                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1577
1578         mmput(mm);
1579 out:
1580         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1581
1582         return err;
1583
1584 out_put:
1585         put_task_struct(task);
1586         goto out;
1587
1588 }
1589
1590 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1591                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1592                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1593 {
1594         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1595 }
1596
1597
1598 /* Retrieve NUMA policy */
1599 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1600                                 unsigned long __user *nmask,
1601                                 unsigned long maxnode,
1602                                 unsigned long addr,
1603                                 unsigned long flags)
1604 {
1605         int err;
1606         int uninitialized_var(pval);
1607         nodemask_t nodes;
1608
1609         addr = untagged_addr(addr);
1610
1611         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1612                 return -EINVAL;
1613
1614         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1615
1616         if (err)
1617                 return err;
1618
1619         if (policy && put_user(pval, policy))
1620                 return -EFAULT;
1621
1622         if (nmask)
1623                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1624
1625         return err;
1626 }
1627
1628 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1629                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1630                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1631 {
1632         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1633 }
1634
1635 #ifdef CONFIG_COMPAT
1636
1637 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1638                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1639                        compat_ulong_t, maxnode,
1640                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1641 {
1642         long err;
1643         unsigned long __user *nm = NULL;
1644         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1645         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1646
1647         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1648         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1649
1650         if (nmask)
1651                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1652
1653         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1654
1655         if (!err && nmask) {
1656                 unsigned long copy_size;
1657                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1658                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1659                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1660                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1661                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1662         }
1663
1664         return err;
1665 }
1666
1667 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1668                        compat_ulong_t, maxnode)
1669 {
1670         unsigned long __user *nm = NULL;
1671         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1672         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1673
1674         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1675         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1676
1677         if (nmask) {
1678                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1679                         return -EFAULT;
1680                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1681                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1682                         return -EFAULT;
1683         }
1684
1685         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1686 }
1687
1688 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1689                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1690                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1691 {
1692         unsigned long __user *nm = NULL;
1693         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1694         nodemask_t bm;
1695
1696         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1697         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1698
1699         if (nmask) {
1700                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1701                         return -EFAULT;
1702                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1703                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1704                         return -EFAULT;
1705         }
1706
1707         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1708 }
1709
1710 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1711                        compat_ulong_t, maxnode,
1712                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1713                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1714 {
1715         unsigned long __user *old = NULL;
1716         unsigned long __user *new = NULL;
1717         nodemask_t tmp_mask;
1718         unsigned long nr_bits;
1719         unsigned long size;
1720
1721         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1722         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1723         if (old_nodes) {
1724                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1725                         return -EFAULT;
1726                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1727                 if (new_nodes)
1728                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1729                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1730                         return -EFAULT;
1731         }
1732         if (new_nodes) {
1733                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1734                         return -EFAULT;
1735                 if (new == NULL)
1736                         new = compat_alloc_user_space(size);
1737                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1738                         return -EFAULT;
1739         }
1740         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1741 }
1742
1743 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1744
1745 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1746 {
1747         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1748                 return false;
1749
1750         /*
1751          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1752          * incurring periodic faults.
1753          */
1754         if (vma_is_dax(vma))
1755                 return false;
1756
1757         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1758                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1759                 return false;
1760
1761         /*
1762          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1763          * do so then migration (at least from node to node) is not
1764          * possible.
1765          */
1766         if (vma->vm_file &&
1767                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1768                         < policy_zone)
1769                 return false;
1770         return true;
1771 }
1772
1773 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1774                                                 unsigned long addr)
1775 {
1776         struct mempolicy *pol = NULL;
1777
1778         if (vma) {
1779                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1780                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1781                 } else if (vma->vm_policy) {
1782                         pol = vma->vm_policy;
1783
1784                         /*
1785                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1786                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1787                          * count on these policies which will be dropped by
1788                          * mpol_cond_put() later
1789                          */
1790                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1791                                 mpol_get(pol);
1792                 }
1793         }
1794
1795         return pol;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1800  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1801  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1802  *
1803  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1804  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1805  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1806  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1807  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1808  * extra reference for shared policies.
1809  */
1810 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1811                                                 unsigned long addr)
1812 {
1813         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1814
1815         if (!pol)
1816                 pol = get_task_policy(current);
1817
1818         return pol;
1819 }
1820
1821 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1822 {
1823         struct mempolicy *pol;
1824
1825         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1826                 bool ret = false;
1827
1828                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1829                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1830                         ret = true;
1831                 mpol_cond_put(pol);
1832
1833                 return ret;
1834         }
1835
1836         pol = vma->vm_policy;
1837         if (!pol)
1838                 pol = get_task_policy(current);
1839
1840         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1841 }
1842
1843 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1844 {
1845         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1846
1847         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1848
1849         /*
1850          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1851          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1852          *
1853          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1854          * so if the following test faile, it implies
1855          * policy->v.nodes has movable memory only.
1856          */
1857         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1858                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1859
1860         return zone >= dynamic_policy_zone;
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1865  * page allocation
1866  */
1867 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1868 {
1869         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1870         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1871                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1872                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1873                 return &policy->v.nodes;
1874
1875         return NULL;
1876 }
1877
1878 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1879 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1880                                                                 int nd)
1881 {
1882         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1883                 nd = policy->v.preferred_node;
1884         else {
1885                 /*
1886                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1887                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1888                  * requested node and not break the policy.
1889                  */
1890                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1891         }
1892
1893         return nd;
1894 }
1895
1896 /* Do dynamic interleaving for a process */
1897 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1898 {
1899         unsigned next;
1900         struct task_struct *me = current;
1901
1902         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1903         if (next < MAX_NUMNODES)
1904                 me->il_prev = next;
1905         return next;
1906 }
1907
1908 /*
1909  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1910  * next slab entry.
1911  */
1912 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1913 {
1914         struct mempolicy *policy;
1915         int node = numa_mem_id();
1916
1917         if (in_interrupt())
1918                 return node;
1919
1920         policy = current->mempolicy;
1921         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1922                 return node;
1923
1924         switch (policy->mode) {
1925         case MPOL_PREFERRED:
1926                 /*
1927                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1928                  */
1929                 return policy->v.preferred_node;
1930
1931         case MPOL_INTERLEAVE:
1932                 return interleave_nodes(policy);
1933
1934         case MPOL_BIND: {
1935                 struct zoneref *z;
1936
1937                 /*
1938                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1939                  * first node.
1940                  */
1941                 struct zonelist *zonelist;
1942                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1943                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1944                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1945                                                         &policy->v.nodes);
1946                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1947         }
1948
1949         default:
1950                 BUG();
1951         }
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1956  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1957  * number of present nodes.
1958  */
1959 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1960 {
1961         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1962         unsigned target;
1963         int i;
1964         int nid;
1965
1966         if (!nnodes)
1967                 return numa_node_id();
1968         target = (unsigned int)n % nnodes;
1969         nid = first_node(pol->v.nodes);
1970         for (i = 0; i < target; i++)
1971                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1972         return nid;
1973 }
1974
1975 /* Determine a node number for interleave */
1976 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1977                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1978 {
1979         if (vma) {
1980                 unsigned long off;
1981
1982                 /*
1983                  * for small pages, there is no difference between
1984                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1985                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1986                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1987                  * a useful offset.
1988                  */
1989                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1990                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1991                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1992                 return offset_il_node(pol, off);
1993         } else
1994                 return interleave_nodes(pol);
1995 }
1996
1997 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1998 /*
1999  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2000  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2001  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2002  * @gfp_flags: for requested zone
2003  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2004  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2005  *
2006  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2007  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2008  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2009  * @nodemask for filtering the zonelist.
2010  *
2011  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2012  */
2013 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2014                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2015 {
2016         int nid;
2017
2018         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2019         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2020
2021         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2022                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2023                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2024         } else {
2025                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2026                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2027                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2028         }
2029         return nid;
2030 }
2031
2032 /*
2033  * init_nodemask_of_mempolicy
2034  *
2035  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2036  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2037  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2038  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2039  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2040  * of non-default mempolicy.
2041  *
2042  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2043  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2044  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2045  *
2046  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2047  */
2048 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2049 {
2050         struct mempolicy *mempolicy;
2051         int nid;
2052
2053         if (!(mask && current->mempolicy))
2054                 return false;
2055
2056         task_lock(current);
2057         mempolicy = current->mempolicy;
2058         switch (mempolicy->mode) {
2059         case MPOL_PREFERRED:
2060                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2061                         nid = numa_node_id();
2062                 else
2063                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2064                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2065                 break;
2066
2067         case MPOL_BIND:
2068         case MPOL_INTERLEAVE:
2069                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2070                 break;
2071
2072         default:
2073                 BUG();
2074         }
2075         task_unlock(current);
2076
2077         return true;
2078 }
2079 #endif
2080
2081 /*
2082  * mempolicy_nodemask_intersects
2083  *
2084  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2085  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2086  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2087  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2088  *
2089  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2090  */
2091 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2092                                         const nodemask_t *mask)
2093 {
2094         struct mempolicy *mempolicy;
2095         bool ret = true;
2096
2097         if (!mask)
2098                 return ret;
2099         task_lock(tsk);
2100         mempolicy = tsk->mempolicy;
2101         if (!mempolicy)
2102                 goto out;
2103
2104         switch (mempolicy->mode) {
2105         case MPOL_PREFERRED:
2106                 /*
2107                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2108                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2109                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2110                  * nodes in mask.
2111                  */
2112                 break;
2113         case MPOL_BIND:
2114         case MPOL_INTERLEAVE:
2115                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2116                 break;
2117         default:
2118                 BUG();
2119         }
2120 out:
2121         task_unlock(tsk);
2122         return ret;
2123 }
2124
2125 /* Allocate a page in interleaved policy.
2126    Own path because it needs to do special accounting. */
2127 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2128                                         unsigned nid)
2129 {
2130         struct page *page;
2131
2132         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2133         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2134         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2135                 return page;
2136         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2137                 preempt_disable();
2138                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2139                 preempt_enable();
2140         }
2141         return page;
2142 }
2143
2144 /**
2145  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2146  *
2147  *      @gfp:
2148  *      %GFP_USER    user allocation.
2149  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2150  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2151  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2152  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2153  *
2154  *      @order:Order of the GFP allocation.
2155  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2156  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2157  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2158  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2159  *
2160  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2161  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2162  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2163  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2164  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2165  *      NULL when no page can be allocated.
2166  */
2167 struct page *
2168 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2169                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2170 {
2171         struct mempolicy *pol;
2172         struct page *page;
2173         int preferred_nid;
2174         nodemask_t *nmask;
2175
2176         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2177
2178         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2179                 unsigned nid;
2180
2181                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2182                 mpol_cond_put(pol);
2183                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2184                 goto out;
2185         }
2186
2187         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2188                 int hpage_node = node;
2189
2190                 /*
2191                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2192                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2193                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2194                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2195                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2196                  *
2197                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2198                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2199                  */
2200                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2201                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2202
2203                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2204                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2205                         mpol_cond_put(pol);
2206                         /*
2207                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2208                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2209                          */
2210                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2211                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2212
2213                         /*
2214                          * If hugepage allocations are configured to always
2215                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2216                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2217                          * memory with both reclaim and compact as well.
2218                          */
2219                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2220                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2221                                                                 gfp, order);
2222
2223                         goto out;
2224                 }
2225         }
2226
2227         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2228         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2229         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2230         mpol_cond_put(pol);
2231 out:
2232         return page;
2233 }
2234 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2235
2236 /**
2237  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2238  *
2239  *      @gfp:
2240  *              %GFP_USER   user allocation,
2241  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2242  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2243  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2244  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2245  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2246  *
2247  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2248  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2249  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2250  */
2251 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2252 {
2253         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2254         struct page *page;
2255
2256         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2257                 pol = get_task_policy(current);
2258
2259         /*
2260          * No reference counting needed for current->mempolicy
2261          * nor system default_policy
2262          */
2263         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2264                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2265         else
2266                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2267                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2268                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2269
2270         return page;
2271 }
2272 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2273
2274 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2275 {
2276         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2277
2278         if (IS_ERR(pol))
2279                 return PTR_ERR(pol);
2280         dst->vm_policy = pol;
2281         return 0;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2286  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2287  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2288  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2289  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2290  *
2291  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2292  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2293  */
2294
2295 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2296 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2297 {
2298         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2299
2300         if (!new)
2301                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2302
2303         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2304         if (old == current->mempolicy) {
2305                 task_lock(current);
2306                 *new = *old;
2307                 task_unlock(current);
2308         } else
2309                 *new = *old;
2310
2311         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2312                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2313                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2314         }
2315         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2316         return new;
2317 }
2318
2319 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2320 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2321 {
2322         if (!a || !b)
2323                 return false;
2324         if (a->mode != b->mode)
2325                 return false;
2326         if (a->flags != b->flags)
2327                 return false;
2328         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2329                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2330                         return false;
2331
2332         switch (a->mode) {
2333         case MPOL_BIND:
2334         case MPOL_INTERLEAVE:
2335                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2336         case MPOL_PREFERRED:
2337                 /* a's ->flags is the same as b's */
2338                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2339                         return true;
2340                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2341         default:
2342                 BUG();
2343                 return false;
2344         }
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Shared memory backing store policy support.
2349  *
2350  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2351  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2352  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2353  * for any accesses to the tree.
2354  */
2355
2356 /*
2357  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2358  * reading or for writing
2359  */
2360 static struct sp_node *
2361 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2362 {
2363         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2364
2365         while (n) {
2366                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2367
2368                 if (start >= p->end)
2369                         n = n->rb_right;
2370                 else if (end <= p->start)
2371                         n = n->rb_left;
2372                 else
2373                         break;
2374         }
2375         if (!n)
2376                 return NULL;
2377         for (;;) {
2378                 struct sp_node *w = NULL;
2379                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2380                 if (!prev)
2381                         break;
2382                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2383                 if (w->end <= start)
2384                         break;
2385                 n = prev;
2386         }
2387         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2388 }
2389
2390 /*
2391  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2392  * writing.
2393  */
2394 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2395 {
2396         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2397         struct rb_node *parent = NULL;
2398         struct sp_node *nd;
2399
2400         while (*p) {
2401                 parent = *p;
2402                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2403                 if (new->start < nd->start)
2404                         p = &(*p)->rb_left;
2405                 else if (new->end > nd->end)
2406                         p = &(*p)->rb_right;
2407                 else
2408                         BUG();
2409         }
2410         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2411         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2412         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2413                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2414 }
2415
2416 /* Find shared policy intersecting idx */
2417 struct mempolicy *
2418 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2419 {
2420         struct mempolicy *pol = NULL;
2421         struct sp_node *sn;
2422
2423         if (!sp->root.rb_node)
2424                 return NULL;
2425         read_lock(&sp->lock);
2426         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2427         if (sn) {
2428                 mpol_get(sn->policy);
2429                 pol = sn->policy;
2430         }
2431         read_unlock(&sp->lock);
2432         return pol;
2433 }
2434
2435 static void sp_free(struct sp_node *n)
2436 {
2437         mpol_put(n->policy);
2438         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2439 }
2440
2441 /**
2442  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2443  *
2444  * @page: page to be checked
2445  * @vma: vm area where page mapped
2446  * @addr: virtual address where page mapped
2447  *
2448  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2449  * node id.
2450  *
2451  * Returns:
2452  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2453  *      node    - node id where the page should be
2454  *
2455  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2456  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2457  */
2458 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2459 {
2460         struct mempolicy *pol;
2461         struct zoneref *z;
2462         int curnid = page_to_nid(page);
2463         unsigned long pgoff;
2464         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2465         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2466         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2467         int ret = -1;
2468
2469         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2470         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2471                 goto out;
2472
2473         switch (pol->mode) {
2474         case MPOL_INTERLEAVE:
2475                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2476                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2477                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2478                 break;
2479
2480         case MPOL_PREFERRED:
2481                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2482                         polnid = numa_node_id();
2483                 else
2484                         polnid = pol->v.preferred_node;
2485                 break;
2486
2487         case MPOL_BIND:
2488
2489                 /*
2490                  * allows binding to multiple nodes.
2491                  * use current page if in policy nodemask,
2492                  * else select nearest allowed node, if any.
2493                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2494                  */
2495                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2496                         goto out;
2497                 z = first_zones_zonelist(
2498                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2499                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2500                                 &pol->v.nodes);
2501                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2502                 break;
2503
2504         default:
2505                 BUG();
2506         }
2507
2508         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2509         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2510                 polnid = thisnid;
2511
2512                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2513                         goto out;
2514         }
2515
2516         if (curnid != polnid)
2517                 ret = polnid;
2518 out:
2519         mpol_cond_put(pol);
2520
2521         return ret;
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2526  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2527  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2528  * policy.
2529  */
2530 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2531 {
2532         struct mempolicy *pol;
2533
2534         task_lock(task);
2535         pol = task->mempolicy;
2536         task->mempolicy = NULL;
2537         task_unlock(task);
2538         mpol_put(pol);
2539 }
2540
2541 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2542 {
2543         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2544         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2545         sp_free(n);
2546 }
2547
2548 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2549                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2550 {
2551         node->start = start;
2552         node->end = end;
2553         node->policy = pol;
2554 }
2555
2556 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2557                                 struct mempolicy *pol)
2558 {
2559         struct sp_node *n;
2560         struct mempolicy *newpol;
2561
2562         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2563         if (!n)
2564                 return NULL;
2565
2566         newpol = mpol_dup(pol);
2567         if (IS_ERR(newpol)) {
2568                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2569                 return NULL;
2570         }
2571         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2572         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2573
2574         return n;
2575 }
2576
2577 /* Replace a policy range. */
2578 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2579                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2580 {
2581         struct sp_node *n;
2582         struct sp_node *n_new = NULL;
2583         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2584         int ret = 0;
2585
2586 restart:
2587         write_lock(&sp->lock);
2588         n = sp_lookup(sp, start, end);
2589         /* Take care of old policies in the same range. */
2590         while (n && n->start < end) {
2591                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2592                 if (n->start >= start) {
2593                         if (n->end <= end)
2594                                 sp_delete(sp, n);
2595                         else
2596                                 n->start = end;
2597                 } else {
2598                         /* Old policy spanning whole new range. */
2599                         if (n->end > end) {
2600                                 if (!n_new)
2601                                         goto alloc_new;
2602
2603                                 *mpol_new = *n->policy;
2604                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2605                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2606                                 n->end = start;
2607                                 sp_insert(sp, n_new);
2608                                 n_new = NULL;
2609                                 mpol_new = NULL;
2610                                 break;
2611                         } else
2612                                 n->end = start;
2613                 }
2614                 if (!next)
2615                         break;
2616                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2617         }
2618         if (new)
2619                 sp_insert(sp, new);
2620         write_unlock(&sp->lock);
2621         ret = 0;
2622
2623 err_out:
2624         if (mpol_new)
2625                 mpol_put(mpol_new);
2626         if (n_new)
2627                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2628
2629         return ret;
2630
2631 alloc_new:
2632         write_unlock(&sp->lock);
2633         ret = -ENOMEM;
2634         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2635         if (!n_new)
2636                 goto err_out;
2637         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2638         if (!mpol_new)
2639                 goto err_out;
2640         goto restart;
2641 }
2642
2643 /**
2644  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2645  * @sp: pointer to inode shared policy
2646  * @mpol:  struct mempolicy to install
2647  *
2648  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2649  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2650  * This must be released on exit.
2651  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2652  */
2653 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2654 {
2655         int ret;
2656
2657         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2658         rwlock_init(&sp->lock);
2659
2660         if (mpol) {
2661                 struct vm_area_struct pvma;
2662                 struct mempolicy *new;
2663                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2664
2665                 if (!scratch)
2666                         goto put_mpol;
2667                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2668                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2669                 if (IS_ERR(new))
2670                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2671
2672                 task_lock(current);
2673                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2674                 task_unlock(current);
2675                 if (ret)
2676                         goto put_new;
2677
2678                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2679                 vma_init(&pvma, NULL);
2680                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2681                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2682
2683 put_new:
2684                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2685 free_scratch:
2686                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2687 put_mpol:
2688                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2689         }
2690 }
2691
2692 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2693                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2694 {
2695         int err;
2696         struct sp_node *new = NULL;
2697         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2698
2699         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2700                  vma->vm_pgoff,
2701                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2702                  npol ? npol->flags : -1,
2703                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2704
2705         if (npol) {
2706                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2707                 if (!new)
2708                         return -ENOMEM;
2709         }
2710         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2711         if (err && new)
2712                 sp_free(new);
2713         return err;
2714 }
2715
2716 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2717 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2718 {
2719         struct sp_node *n;
2720         struct rb_node *next;
2721
2722         if (!p->root.rb_node)
2723                 return;
2724         write_lock(&p->lock);
2725         next = rb_first(&p->root);
2726         while (next) {
2727                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2728                 next = rb_next(&n->nd);
2729                 sp_delete(p, n);
2730         }
2731         write_unlock(&p->lock);
2732 }
2733
2734 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2735 static int __initdata numabalancing_override;
2736
2737 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2738 {
2739         bool numabalancing_default = false;
2740
2741         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2742                 numabalancing_default = true;
2743
2744         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2745         if (numabalancing_override)
2746                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2747
2748         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2749                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2750                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2751                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2752         }
2753 }
2754
2755 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2756 {
2757         int ret = 0;
2758         if (!str)
2759                 goto out;
2760
2761         if (!strcmp(str, "enable")) {
2762                 numabalancing_override = 1;
2763                 ret = 1;
2764         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2765                 numabalancing_override = -1;
2766                 ret = 1;
2767         }
2768 out:
2769         if (!ret)
2770                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2771
2772         return ret;
2773 }
2774 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2775 #else
2776 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2777 {
2778 }
2779 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2780
2781 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2782 void __init numa_policy_init(void)
2783 {
2784         nodemask_t interleave_nodes;
2785         unsigned long largest = 0;
2786         int nid, prefer = 0;
2787
2788         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2789                                          sizeof(struct mempolicy),
2790                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2791
2792         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2793                                      sizeof(struct sp_node),
2794                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2795
2796         for_each_node(nid) {
2797                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2798                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2799                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2800                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2801                         .v = { .preferred_node = nid, },
2802                 };
2803         }
2804
2805         /*
2806          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2807          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2808          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2809          */
2810         nodes_clear(interleave_nodes);
2811         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2812                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2813
2814                 /* Preserve the largest node */
2815                 if (largest < total_pages) {
2816                         largest = total_pages;
2817                         prefer = nid;
2818                 }
2819
2820                 /* Interleave this node? */
2821                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2822                         node_set(nid, interleave_nodes);
2823         }
2824
2825         /* All too small, use the largest */
2826         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2827                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2828
2829         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2830                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2831
2832         check_numabalancing_enable();
2833 }
2834
2835 /* Reset policy of current process to default */
2836 void numa_default_policy(void)
2837 {
2838         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2839 }
2840
2841 /*
2842  * Parse and format mempolicy from/to strings
2843  */
2844
2845 /*
2846  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2847  */
2848 static const char * const policy_modes[] =
2849 {
2850         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2851         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2852         [MPOL_BIND]       = "bind",
2853         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2854         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2855 };
2856
2857
2858 #ifdef CONFIG_TMPFS
2859 /**
2860  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2861  * @str:  string containing mempolicy to parse
2862  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2863  *
2864  * Format of input:
2865  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2866  *
2867  * On success, returns 0, else 1
2868  */
2869 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2870 {
2871         struct mempolicy *new = NULL;
2872         unsigned short mode_flags;
2873         nodemask_t nodes;
2874         char *nodelist = strchr(str, ':');
2875         char *flags = strchr(str, '=');
2876         int err = 1, mode;
2877
2878         if (flags)
2879                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2880
2881         if (nodelist) {
2882                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2883                 *nodelist++ = '\0';
2884                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2885                         goto out;
2886                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2887                         goto out;
2888         } else
2889                 nodes_clear(nodes);
2890
2891         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2892         if (mode < 0)
2893                 goto out;
2894
2895         switch (mode) {
2896         case MPOL_PREFERRED:
2897                 /*
2898                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2899                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2900                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2901                  */
2902                 if (nodelist) {
2903                         char *rest = nodelist;
2904                         while (isdigit(*rest))
2905                                 rest++;
2906                         if (*rest)
2907                                 goto out;
2908                         if (nodes_empty(nodes))
2909                                 goto out;
2910                 }
2911                 break;
2912         case MPOL_INTERLEAVE:
2913                 /*
2914                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2915                  */
2916                 if (!nodelist)
2917                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2918                 break;
2919         case MPOL_LOCAL:
2920                 /*
2921                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2922                  */
2923                 if (nodelist)
2924                         goto out;
2925                 mode = MPOL_PREFERRED;
2926                 break;
2927         case MPOL_DEFAULT:
2928                 /*
2929                  * Insist on a empty nodelist
2930                  */
2931                 if (!nodelist)
2932                         err = 0;
2933                 goto out;
2934         case MPOL_BIND:
2935                 /*
2936                  * Insist on a nodelist
2937                  */
2938                 if (!nodelist)
2939                         goto out;
2940         }
2941
2942         mode_flags = 0;
2943         if (flags) {
2944                 /*
2945                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2946                  * mode flags.
2947                  */
2948                 if (!strcmp(flags, "static"))
2949                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2950                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2951                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2952                 else
2953                         goto out;
2954         }
2955
2956         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2957         if (IS_ERR(new))
2958                 goto out;
2959
2960         /*
2961          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2962          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2963          */
2964         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2965                 new->v.nodes = nodes;
2966         else if (nodelist)
2967                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2968         else
2969                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2970
2971         /*
2972          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2973          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2974          */
2975         new->w.user_nodemask = nodes;
2976
2977         err = 0;
2978
2979 out:
2980         /* Restore string for error message */
2981         if (nodelist)
2982                 *--nodelist = ':';
2983         if (flags)
2984                 *--flags = '=';
2985         if (!err)
2986                 *mpol = new;
2987         return err;
2988 }
2989 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2990
2991 /**
2992  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2993  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2994  * @maxlen:  length of @buffer
2995  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2996  *
2997  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2998  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2999  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3000  */
3001 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3002 {
3003         char *p = buffer;
3004         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3005         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3006         unsigned short flags = 0;
3007
3008         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3009                 mode = pol->mode;
3010                 flags = pol->flags;
3011         }
3012
3013         switch (mode) {
3014         case MPOL_DEFAULT:
3015                 break;
3016         case MPOL_PREFERRED:
3017                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3018                         mode = MPOL_LOCAL;
3019                 else
3020                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3021                 break;
3022         case MPOL_BIND:
3023         case MPOL_INTERLEAVE:
3024                 nodes = pol->v.nodes;
3025                 break;
3026         default:
3027                 WARN_ON_ONCE(1);
3028                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3029                 return;
3030         }
3031
3032         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3033
3034         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3035                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3036
3037                 /*
3038                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3039                  */
3040                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3041                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3042                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3043                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3044         }
3045
3046         if (!nodes_empty(nodes))
3047                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3048                                nodemask_pr_args(&nodes));
3049 }