Merge tag 'pci-v5.7-changes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/helgaas/pci
[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 {
446         int ret = 0;
447         struct page *page;
448         struct queue_pages *qp = walk->private;
449         unsigned long flags;
450
451         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
452                 ret = -EIO;
453                 goto unlock;
454         }
455         page = pmd_page(*pmd);
456         if (is_huge_zero_page(page)) {
457                 spin_unlock(ptl);
458                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
459                 ret = 2;
460                 goto out;
461         }
462         if (!queue_pages_required(page, qp))
463                 goto unlock;
464
465         flags = qp->flags;
466         /* go to thp migration */
467         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
468                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
469                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
470                         ret = 1;
471                         goto unlock;
472                 }
473         } else
474                 ret = -EIO;
475 unlock:
476         spin_unlock(ptl);
477 out:
478         return ret;
479 }
480
481 /*
482  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
483  * and move them to the pagelist if they do.
484  *
485  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
486  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
487  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
488  *     specified.
489  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
490  *        on a node that does not follow the policy.
491  */
492 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
493                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
494 {
495         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
496         struct page *page;
497         struct queue_pages *qp = walk->private;
498         unsigned long flags = qp->flags;
499         int ret;
500         bool has_unmovable = false;
501         pte_t *pte;
502         spinlock_t *ptl;
503
504         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
505         if (ptl) {
506                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
507                 if (ret != 2)
508                         return ret;
509         }
510         /* THP was split, fall through to pte walk */
511
512         if (pmd_trans_unstable(pmd))
513                 return 0;
514
515         pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
516         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
517                 if (!pte_present(*pte))
518                         continue;
519                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
520                 if (!page)
521                         continue;
522                 /*
523                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
524                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
525                  */
526                 if (PageReserved(page))
527                         continue;
528                 if (!queue_pages_required(page, qp))
529                         continue;
530                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
531                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
532                         if (!vma_migratable(vma)) {
533                                 has_unmovable = true;
534                                 break;
535                         }
536
537                         /*
538                          * Do not abort immediately since there may be
539                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
540                          * need migrate other LRU pages.
541                          */
542                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
543                                 has_unmovable = true;
544                 } else
545                         break;
546         }
547         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
548         cond_resched();
549
550         if (has_unmovable)
551                 return 1;
552
553         return addr != end ? -EIO : 0;
554 }
555
556 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
557                                unsigned long addr, unsigned long end,
558                                struct mm_walk *walk)
559 {
560         int ret = 0;
561 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
562         struct queue_pages *qp = walk->private;
563         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
564         struct page *page;
565         spinlock_t *ptl;
566         pte_t entry;
567
568         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
569         entry = huge_ptep_get(pte);
570         if (!pte_present(entry))
571                 goto unlock;
572         page = pte_page(entry);
573         if (!queue_pages_required(page, qp))
574                 goto unlock;
575
576         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
577                 /*
578                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
579                  * need to further check other vma.
580                  */
581                 ret = -EIO;
582                 goto unlock;
583         }
584
585         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
586                 /*
587                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
588                  * stopped walking current vma.
589                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
590                  * have been queued.
591                  */
592                 ret = 1;
593                 goto unlock;
594         }
595
596         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
597         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
598             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
599                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
600                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
601                         /*
602                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
603                          * which have been queued.
604                          */
605                         ret = 1;
606         }
607 unlock:
608         spin_unlock(ptl);
609 #else
610         BUG();
611 #endif
612         return ret;
613 }
614
615 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
616 /*
617  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
618  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
619  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
620  *
621  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
622  * an architecture makes a different choice, it will need further
623  * changes to the core.
624  */
625 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
626                         unsigned long addr, unsigned long end)
627 {
628         int nr_updated;
629
630         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
631         if (nr_updated)
632                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
633
634         return nr_updated;
635 }
636 #else
637 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
638                         unsigned long addr, unsigned long end)
639 {
640         return 0;
641 }
642 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
643
644 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
645                                 struct mm_walk *walk)
646 {
647         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
648         struct queue_pages *qp = walk->private;
649         unsigned long endvma = vma->vm_end;
650         unsigned long flags = qp->flags;
651
652         /* range check first */
653         VM_BUG_ON_VMA((vma->vm_start > start) || (vma->vm_end < end), vma);
654
655         if (!qp->first) {
656                 qp->first = vma;
657                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
658                         (qp->start < vma->vm_start))
659                         /* hole at head side of range */
660                         return -EFAULT;
661         }
662         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
663                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
664                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
665                 /* hole at middle or tail of range */
666                 return -EFAULT;
667
668         /*
669          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
670          * regardless of vma_migratable
671          */
672         if (!vma_migratable(vma) &&
673             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
674                 return 1;
675
676         if (endvma > end)
677                 endvma = end;
678
679         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
680                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
681                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
682                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
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                 /* Fall through */
885         case MPOL_INTERLEAVE:
886                 *nodes = p->v.nodes;
887                 break;
888         case MPOL_PREFERRED:
889                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
890                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
891                 /* else return empty node mask for local allocation */
892                 break;
893         default:
894                 BUG();
895         }
896 }
897
898 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
899 {
900         struct page *p;
901         int err;
902
903         int locked = 1;
904         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
905         if (err >= 0) {
906                 err = page_to_nid(p);
907                 put_page(p);
908         }
909         if (locked)
910                 up_read(&mm->mmap_sem);
911         return err;
912 }
913
914 /* Retrieve NUMA policy */
915 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
916                              unsigned long addr, unsigned long flags)
917 {
918         int err;
919         struct mm_struct *mm = current->mm;
920         struct vm_area_struct *vma = NULL;
921         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
922
923         if (flags &
924                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
925                 return -EINVAL;
926
927         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
928                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
929                         return -EINVAL;
930                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
931                 task_lock(current);
932                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
933                 task_unlock(current);
934                 return 0;
935         }
936
937         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
938                 /*
939                  * Do NOT fall back to task policy if the
940                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
941                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
942                  */
943                 down_read(&mm->mmap_sem);
944                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
945                 if (!vma) {
946                         up_read(&mm->mmap_sem);
947                         return -EFAULT;
948                 }
949                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
950                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
951                 else
952                         pol = vma->vm_policy;
953         } else if (addr)
954                 return -EINVAL;
955
956         if (!pol)
957                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
958
959         if (flags & MPOL_F_NODE) {
960                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
961                         /*
962                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
963                          * wil drop the mmap_sem, so after calling
964                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
965                          * is stale.
966                          */
967                         pol_refcount = pol;
968                         vma = NULL;
969                         mpol_get(pol);
970                         err = lookup_node(mm, addr);
971                         if (err < 0)
972                                 goto out;
973                         *policy = err;
974                 } else if (pol == current->mempolicy &&
975                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
976                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
977                 } else {
978                         err = -EINVAL;
979                         goto out;
980                 }
981         } else {
982                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
983                                                 pol->mode;
984                 /*
985                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
986                  * the policy to userspace.
987                  */
988                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
989         }
990
991         err = 0;
992         if (nmask) {
993                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
994                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
995                 } else {
996                         task_lock(current);
997                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
998                         task_unlock(current);
999                 }
1000         }
1001
1002  out:
1003         mpol_cond_put(pol);
1004         if (vma)
1005                 up_read(&mm->mmap_sem);
1006         if (pol_refcount)
1007                 mpol_put(pol_refcount);
1008         return err;
1009 }
1010
1011 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1012 /*
1013  * page migration, thp tail pages can be passed.
1014  */
1015 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1016                                 unsigned long flags)
1017 {
1018         struct page *head = compound_head(page);
1019         /*
1020          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1021          */
1022         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1023                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1024                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1025                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1026                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_cache(head),
1027                                 hpage_nr_pages(head));
1028                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1029                         /*
1030                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1031                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1032                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1033                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1034                          * should return -EIO for this case too.
1035                          */
1036                         return -EIO;
1037                 }
1038         }
1039
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 /* page allocation callback for NUMA node migration */
1044 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
1045 {
1046         if (PageHuge(page))
1047                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1048                                         node);
1049         else if (PageTransHuge(page)) {
1050                 struct page *thp;
1051
1052                 thp = alloc_pages_node(node,
1053                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1054                         HPAGE_PMD_ORDER);
1055                 if (!thp)
1056                         return NULL;
1057                 prep_transhuge_page(thp);
1058                 return thp;
1059         } else
1060                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1061                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Migrate pages from one node to a target node.
1066  * Returns error or the number of pages not migrated.
1067  */
1068 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1069                            int flags)
1070 {
1071         nodemask_t nmask;
1072         LIST_HEAD(pagelist);
1073         int err = 0;
1074
1075         nodes_clear(nmask);
1076         node_set(source, nmask);
1077
1078         /*
1079          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1080          * need migration.  Between passing in the full user address
1081          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1082          */
1083         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1084         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1085                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1086
1087         if (!list_empty(&pagelist)) {
1088                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1089                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1090                 if (err)
1091                         putback_movable_pages(&pagelist);
1092         }
1093
1094         return err;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1099  * layout as much as possible.
1100  *
1101  * Returns the number of page that could not be moved.
1102  */
1103 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1104                      const nodemask_t *to, int flags)
1105 {
1106         int busy = 0;
1107         int err;
1108         nodemask_t tmp;
1109
1110         err = migrate_prep();
1111         if (err)
1112                 return err;
1113
1114         down_read(&mm->mmap_sem);
1115
1116         /*
1117          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1118          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1119          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1120          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1121          *
1122          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1123          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1124          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1125          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1126          *
1127          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1128          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1129          * (nothing left to migrate).
1130          *
1131          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1132          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1133          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1134          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1135          * before migrating outgoing memory source that same node.
1136          *
1137          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1138          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1139          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1140          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1141          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1142          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1143          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1144          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1145          */
1146
1147         tmp = *from;
1148         while (!nodes_empty(tmp)) {
1149                 int s,d;
1150                 int source = NUMA_NO_NODE;
1151                 int dest = 0;
1152
1153                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1154
1155                         /*
1156                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1157                          * node relationship of the pages established between
1158                          * threads and memory areas.
1159                          *
1160                          * However if the number of source nodes is not equal to
1161                          * the number of destination nodes we can not preserve
1162                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1163                          * copying memory from a node that is in the destination
1164                          * mask.
1165                          *
1166                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1167                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1168                          */
1169
1170                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1171                                                 (node_isset(s, *to)))
1172                                 continue;
1173
1174                         d = node_remap(s, *from, *to);
1175                         if (s == d)
1176                                 continue;
1177
1178                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1179                         dest = d;
1180
1181                         /* dest not in remaining from nodes? */
1182                         if (!node_isset(dest, tmp))
1183                                 break;
1184                 }
1185                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1186                         break;
1187
1188                 node_clear(source, tmp);
1189                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1190                 if (err > 0)
1191                         busy += err;
1192                 if (err < 0)
1193                         break;
1194         }
1195         up_read(&mm->mmap_sem);
1196         if (err < 0)
1197                 return err;
1198         return busy;
1199
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1204  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1205  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1206  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1207  * is in virtual address order.
1208  */
1209 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1210 {
1211         struct vm_area_struct *vma;
1212         unsigned long uninitialized_var(address);
1213
1214         vma = find_vma(current->mm, start);
1215         while (vma) {
1216                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1217                 if (address != -EFAULT)
1218                         break;
1219                 vma = vma->vm_next;
1220         }
1221
1222         if (PageHuge(page)) {
1223                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1224                                 vma, address);
1225         } else if (PageTransHuge(page)) {
1226                 struct page *thp;
1227
1228                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1229                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1230                 if (!thp)
1231                         return NULL;
1232                 prep_transhuge_page(thp);
1233                 return thp;
1234         }
1235         /*
1236          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1237          */
1238         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1239                         vma, address);
1240 }
1241 #else
1242
1243 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1244                                 unsigned long flags)
1245 {
1246         return -EIO;
1247 }
1248
1249 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1250                      const nodemask_t *to, int flags)
1251 {
1252         return -ENOSYS;
1253 }
1254
1255 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1256 {
1257         return NULL;
1258 }
1259 #endif
1260
1261 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1262                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1263                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1264 {
1265         struct mm_struct *mm = current->mm;
1266         struct mempolicy *new;
1267         unsigned long end;
1268         int err;
1269         int ret;
1270         LIST_HEAD(pagelist);
1271
1272         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1273                 return -EINVAL;
1274         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1275                 return -EPERM;
1276
1277         if (start & ~PAGE_MASK)
1278                 return -EINVAL;
1279
1280         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1281                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1282
1283         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1284         end = start + len;
1285
1286         if (end < start)
1287                 return -EINVAL;
1288         if (end == start)
1289                 return 0;
1290
1291         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1292         if (IS_ERR(new))
1293                 return PTR_ERR(new);
1294
1295         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1296                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1297
1298         /*
1299          * If we are using the default policy then operation
1300          * on discontinuous address spaces is okay after all
1301          */
1302         if (!new)
1303                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1304
1305         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1306                  start, start + len, mode, mode_flags,
1307                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1308
1309         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1310
1311                 err = migrate_prep();
1312                 if (err)
1313                         goto mpol_out;
1314         }
1315         {
1316                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1317                 if (scratch) {
1318                         down_write(&mm->mmap_sem);
1319                         task_lock(current);
1320                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1321                         task_unlock(current);
1322                         if (err)
1323                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1324                 } else
1325                         err = -ENOMEM;
1326                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1327         }
1328         if (err)
1329                 goto mpol_out;
1330
1331         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1332                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1333
1334         if (ret < 0) {
1335                 err = ret;
1336                 goto up_out;
1337         }
1338
1339         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1340
1341         if (!err) {
1342                 int nr_failed = 0;
1343
1344                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1345                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1346                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1347                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1348                         if (nr_failed)
1349                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1350                 }
1351
1352                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1353                         err = -EIO;
1354         } else {
1355 up_out:
1356                 if (!list_empty(&pagelist))
1357                         putback_movable_pages(&pagelist);
1358         }
1359
1360         up_write(&mm->mmap_sem);
1361 mpol_out:
1362         mpol_put(new);
1363         return err;
1364 }
1365
1366 /*
1367  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1368  */
1369
1370 /* Copy a node mask from user space. */
1371 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1372                      unsigned long maxnode)
1373 {
1374         unsigned long k;
1375         unsigned long t;
1376         unsigned long nlongs;
1377         unsigned long endmask;
1378
1379         --maxnode;
1380         nodes_clear(*nodes);
1381         if (maxnode == 0 || !nmask)
1382                 return 0;
1383         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1384                 return -EINVAL;
1385
1386         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1387         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1388                 endmask = ~0UL;
1389         else
1390                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1391
1392         /*
1393          * When the user specified more nodes than supported just check
1394          * if the non supported part is all zero.
1395          *
1396          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1397          * the bits in that area first. And then go through to
1398          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1399          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1400          */
1401         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1402                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1403                         if (get_user(t, nmask + k))
1404                                 return -EFAULT;
1405                         if (k == nlongs - 1) {
1406                                 if (t & endmask)
1407                                         return -EINVAL;
1408                         } else if (t)
1409                                 return -EINVAL;
1410                 }
1411                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1412                 endmask = ~0UL;
1413         }
1414
1415         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1416                 unsigned long valid_mask = endmask;
1417
1418                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1419                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1420                         return -EFAULT;
1421                 if (t & valid_mask)
1422                         return -EINVAL;
1423         }
1424
1425         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1426                 return -EFAULT;
1427         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1428         return 0;
1429 }
1430
1431 /* Copy a kernel node mask to user space */
1432 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1433                               nodemask_t *nodes)
1434 {
1435         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1436         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1437
1438         if (copy > nbytes) {
1439                 if (copy > PAGE_SIZE)
1440                         return -EINVAL;
1441                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1442                         return -EFAULT;
1443                 copy = nbytes;
1444         }
1445         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1446 }
1447
1448 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1449                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1450                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1451 {
1452         nodemask_t nodes;
1453         int err;
1454         unsigned short mode_flags;
1455
1456         start = untagged_addr(start);
1457         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1458         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1459         if (mode >= MPOL_MAX)
1460                 return -EINVAL;
1461         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1462             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1463                 return -EINVAL;
1464         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1465         if (err)
1466                 return err;
1467         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1468 }
1469
1470 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1471                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1472                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1473 {
1474         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1475 }
1476
1477 /* Set the process memory policy */
1478 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1479                                  unsigned long maxnode)
1480 {
1481         int err;
1482         nodemask_t nodes;
1483         unsigned short flags;
1484
1485         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1486         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1487         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1488                 return -EINVAL;
1489         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1490                 return -EINVAL;
1491         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1492         if (err)
1493                 return err;
1494         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1495 }
1496
1497 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1498                 unsigned long, maxnode)
1499 {
1500         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1501 }
1502
1503 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1504                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1505                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1506 {
1507         struct mm_struct *mm = NULL;
1508         struct task_struct *task;
1509         nodemask_t task_nodes;
1510         int err;
1511         nodemask_t *old;
1512         nodemask_t *new;
1513         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1514
1515         if (!scratch)
1516                 return -ENOMEM;
1517
1518         old = &scratch->mask1;
1519         new = &scratch->mask2;
1520
1521         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1522         if (err)
1523                 goto out;
1524
1525         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1526         if (err)
1527                 goto out;
1528
1529         /* Find the mm_struct */
1530         rcu_read_lock();
1531         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1532         if (!task) {
1533                 rcu_read_unlock();
1534                 err = -ESRCH;
1535                 goto out;
1536         }
1537         get_task_struct(task);
1538
1539         err = -EINVAL;
1540
1541         /*
1542          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1543          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1544          */
1545         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1546                 rcu_read_unlock();
1547                 err = -EPERM;
1548                 goto out_put;
1549         }
1550         rcu_read_unlock();
1551
1552         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1553         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1554         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1555                 err = -EPERM;
1556                 goto out_put;
1557         }
1558
1559         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1560         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1561         if (nodes_empty(*new))
1562                 goto out_put;
1563
1564         err = security_task_movememory(task);
1565         if (err)
1566                 goto out_put;
1567
1568         mm = get_task_mm(task);
1569         put_task_struct(task);
1570
1571         if (!mm) {
1572                 err = -EINVAL;
1573                 goto out;
1574         }
1575
1576         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1577                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1578
1579         mmput(mm);
1580 out:
1581         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1582
1583         return err;
1584
1585 out_put:
1586         put_task_struct(task);
1587         goto out;
1588
1589 }
1590
1591 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1592                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1593                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1594 {
1595         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1596 }
1597
1598
1599 /* Retrieve NUMA policy */
1600 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1601                                 unsigned long __user *nmask,
1602                                 unsigned long maxnode,
1603                                 unsigned long addr,
1604                                 unsigned long flags)
1605 {
1606         int err;
1607         int uninitialized_var(pval);
1608         nodemask_t nodes;
1609
1610         addr = untagged_addr(addr);
1611
1612         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1613                 return -EINVAL;
1614
1615         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1616
1617         if (err)
1618                 return err;
1619
1620         if (policy && put_user(pval, policy))
1621                 return -EFAULT;
1622
1623         if (nmask)
1624                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1625
1626         return err;
1627 }
1628
1629 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1630                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1631                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1632 {
1633         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1634 }
1635
1636 #ifdef CONFIG_COMPAT
1637
1638 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1639                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1640                        compat_ulong_t, maxnode,
1641                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1642 {
1643         long err;
1644         unsigned long __user *nm = NULL;
1645         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1646         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1647
1648         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1649         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1650
1651         if (nmask)
1652                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1653
1654         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1655
1656         if (!err && nmask) {
1657                 unsigned long copy_size;
1658                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1659                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1660                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1661                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1662                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1663         }
1664
1665         return err;
1666 }
1667
1668 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1669                        compat_ulong_t, maxnode)
1670 {
1671         unsigned long __user *nm = NULL;
1672         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1673         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1674
1675         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1676         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1677
1678         if (nmask) {
1679                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1680                         return -EFAULT;
1681                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1682                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1683                         return -EFAULT;
1684         }
1685
1686         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1687 }
1688
1689 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1690                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1691                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1692 {
1693         unsigned long __user *nm = NULL;
1694         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1695         nodemask_t bm;
1696
1697         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1698         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1699
1700         if (nmask) {
1701                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1702                         return -EFAULT;
1703                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1704                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1705                         return -EFAULT;
1706         }
1707
1708         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1709 }
1710
1711 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1712                        compat_ulong_t, maxnode,
1713                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1714                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1715 {
1716         unsigned long __user *old = NULL;
1717         unsigned long __user *new = NULL;
1718         nodemask_t tmp_mask;
1719         unsigned long nr_bits;
1720         unsigned long size;
1721
1722         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1723         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1724         if (old_nodes) {
1725                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1726                         return -EFAULT;
1727                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1728                 if (new_nodes)
1729                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1730                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1731                         return -EFAULT;
1732         }
1733         if (new_nodes) {
1734                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1735                         return -EFAULT;
1736                 if (new == NULL)
1737                         new = compat_alloc_user_space(size);
1738                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1739                         return -EFAULT;
1740         }
1741         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1742 }
1743
1744 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1745
1746 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1747 {
1748         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1749                 return false;
1750
1751         /*
1752          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1753          * incurring periodic faults.
1754          */
1755         if (vma_is_dax(vma))
1756                 return false;
1757
1758         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1759                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1760                 return false;
1761
1762         /*
1763          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1764          * do so then migration (at least from node to node) is not
1765          * possible.
1766          */
1767         if (vma->vm_file &&
1768                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1769                         < policy_zone)
1770                 return false;
1771         return true;
1772 }
1773
1774 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1775                                                 unsigned long addr)
1776 {
1777         struct mempolicy *pol = NULL;
1778
1779         if (vma) {
1780                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1781                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1782                 } else if (vma->vm_policy) {
1783                         pol = vma->vm_policy;
1784
1785                         /*
1786                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1787                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1788                          * count on these policies which will be dropped by
1789                          * mpol_cond_put() later
1790                          */
1791                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1792                                 mpol_get(pol);
1793                 }
1794         }
1795
1796         return pol;
1797 }
1798
1799 /*
1800  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1801  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1802  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1803  *
1804  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1805  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1806  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1807  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1808  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1809  * extra reference for shared policies.
1810  */
1811 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1812                                                 unsigned long addr)
1813 {
1814         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1815
1816         if (!pol)
1817                 pol = get_task_policy(current);
1818
1819         return pol;
1820 }
1821
1822 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1823 {
1824         struct mempolicy *pol;
1825
1826         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1827                 bool ret = false;
1828
1829                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1830                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1831                         ret = true;
1832                 mpol_cond_put(pol);
1833
1834                 return ret;
1835         }
1836
1837         pol = vma->vm_policy;
1838         if (!pol)
1839                 pol = get_task_policy(current);
1840
1841         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1842 }
1843
1844 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1845 {
1846         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1847
1848         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1849
1850         /*
1851          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1852          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1853          *
1854          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1855          * so if the following test faile, it implies
1856          * policy->v.nodes has movable memory only.
1857          */
1858         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1859                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1860
1861         return zone >= dynamic_policy_zone;
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1866  * page allocation
1867  */
1868 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1869 {
1870         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1871         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1872                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1873                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1874                 return &policy->v.nodes;
1875
1876         return NULL;
1877 }
1878
1879 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1880 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1881                                                                 int nd)
1882 {
1883         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1884                 nd = policy->v.preferred_node;
1885         else {
1886                 /*
1887                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1888                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1889                  * requested node and not break the policy.
1890                  */
1891                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1892         }
1893
1894         return nd;
1895 }
1896
1897 /* Do dynamic interleaving for a process */
1898 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1899 {
1900         unsigned next;
1901         struct task_struct *me = current;
1902
1903         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1904         if (next < MAX_NUMNODES)
1905                 me->il_prev = next;
1906         return next;
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1911  * next slab entry.
1912  */
1913 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1914 {
1915         struct mempolicy *policy;
1916         int node = numa_mem_id();
1917
1918         if (in_interrupt())
1919                 return node;
1920
1921         policy = current->mempolicy;
1922         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1923                 return node;
1924
1925         switch (policy->mode) {
1926         case MPOL_PREFERRED:
1927                 /*
1928                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1929                  */
1930                 return policy->v.preferred_node;
1931
1932         case MPOL_INTERLEAVE:
1933                 return interleave_nodes(policy);
1934
1935         case MPOL_BIND: {
1936                 struct zoneref *z;
1937
1938                 /*
1939                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1940                  * first node.
1941                  */
1942                 struct zonelist *zonelist;
1943                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1944                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1945                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1946                                                         &policy->v.nodes);
1947                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1948         }
1949
1950         default:
1951                 BUG();
1952         }
1953 }
1954
1955 /*
1956  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1957  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1958  * number of present nodes.
1959  */
1960 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1961 {
1962         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1963         unsigned target;
1964         int i;
1965         int nid;
1966
1967         if (!nnodes)
1968                 return numa_node_id();
1969         target = (unsigned int)n % nnodes;
1970         nid = first_node(pol->v.nodes);
1971         for (i = 0; i < target; i++)
1972                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1973         return nid;
1974 }
1975
1976 /* Determine a node number for interleave */
1977 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1978                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1979 {
1980         if (vma) {
1981                 unsigned long off;
1982
1983                 /*
1984                  * for small pages, there is no difference between
1985                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1986                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1987                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1988                  * a useful offset.
1989                  */
1990                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1991                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1992                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1993                 return offset_il_node(pol, off);
1994         } else
1995                 return interleave_nodes(pol);
1996 }
1997
1998 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1999 /*
2000  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2001  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2002  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2003  * @gfp_flags: for requested zone
2004  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2005  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2006  *
2007  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2008  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2009  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2010  * @nodemask for filtering the zonelist.
2011  *
2012  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2013  */
2014 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2015                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2016 {
2017         int nid;
2018
2019         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2020         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2021
2022         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2023                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2024                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2025         } else {
2026                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2027                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2028                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2029         }
2030         return nid;
2031 }
2032
2033 /*
2034  * init_nodemask_of_mempolicy
2035  *
2036  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2037  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2038  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2039  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2040  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2041  * of non-default mempolicy.
2042  *
2043  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2044  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2045  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2046  *
2047  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2048  */
2049 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2050 {
2051         struct mempolicy *mempolicy;
2052         int nid;
2053
2054         if (!(mask && current->mempolicy))
2055                 return false;
2056
2057         task_lock(current);
2058         mempolicy = current->mempolicy;
2059         switch (mempolicy->mode) {
2060         case MPOL_PREFERRED:
2061                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2062                         nid = numa_node_id();
2063                 else
2064                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2065                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2066                 break;
2067
2068         case MPOL_BIND:
2069                 /* Fall through */
2070         case MPOL_INTERLEAVE:
2071                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2072                 break;
2073
2074         default:
2075                 BUG();
2076         }
2077         task_unlock(current);
2078
2079         return true;
2080 }
2081 #endif
2082
2083 /*
2084  * mempolicy_nodemask_intersects
2085  *
2086  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2087  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2088  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2089  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2090  *
2091  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2092  */
2093 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2094                                         const nodemask_t *mask)
2095 {
2096         struct mempolicy *mempolicy;
2097         bool ret = true;
2098
2099         if (!mask)
2100                 return ret;
2101         task_lock(tsk);
2102         mempolicy = tsk->mempolicy;
2103         if (!mempolicy)
2104                 goto out;
2105
2106         switch (mempolicy->mode) {
2107         case MPOL_PREFERRED:
2108                 /*
2109                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2110                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2111                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2112                  * nodes in mask.
2113                  */
2114                 break;
2115         case MPOL_BIND:
2116         case MPOL_INTERLEAVE:
2117                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2118                 break;
2119         default:
2120                 BUG();
2121         }
2122 out:
2123         task_unlock(tsk);
2124         return ret;
2125 }
2126
2127 /* Allocate a page in interleaved policy.
2128    Own path because it needs to do special accounting. */
2129 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2130                                         unsigned nid)
2131 {
2132         struct page *page;
2133
2134         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2135         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2136         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2137                 return page;
2138         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2139                 preempt_disable();
2140                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2141                 preempt_enable();
2142         }
2143         return page;
2144 }
2145
2146 /**
2147  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2148  *
2149  *      @gfp:
2150  *      %GFP_USER    user allocation.
2151  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2152  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2153  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2154  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2155  *
2156  *      @order:Order of the GFP allocation.
2157  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2158  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2159  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2160  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2161  *
2162  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2163  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2164  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2165  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2166  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2167  *      NULL when no page can be allocated.
2168  */
2169 struct page *
2170 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2171                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2172 {
2173         struct mempolicy *pol;
2174         struct page *page;
2175         int preferred_nid;
2176         nodemask_t *nmask;
2177
2178         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2179
2180         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2181                 unsigned nid;
2182
2183                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2184                 mpol_cond_put(pol);
2185                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2186                 goto out;
2187         }
2188
2189         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2190                 int hpage_node = node;
2191
2192                 /*
2193                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2194                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2195                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2196                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2197                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2198                  *
2199                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2200                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2201                  */
2202                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2203                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2204
2205                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2206                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2207                         mpol_cond_put(pol);
2208                         /*
2209                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2210                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2211                          */
2212                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2213                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2214
2215                         /*
2216                          * If hugepage allocations are configured to always
2217                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2218                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2219                          * memory with both reclaim and compact as well.
2220                          */
2221                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2222                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2223                                                                 gfp, order);
2224
2225                         goto out;
2226                 }
2227         }
2228
2229         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2230         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2231         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2232         mpol_cond_put(pol);
2233 out:
2234         return page;
2235 }
2236 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2237
2238 /**
2239  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2240  *
2241  *      @gfp:
2242  *              %GFP_USER   user allocation,
2243  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2244  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2245  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2246  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2247  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2248  *
2249  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2250  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2251  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2252  */
2253 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2254 {
2255         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2256         struct page *page;
2257
2258         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2259                 pol = get_task_policy(current);
2260
2261         /*
2262          * No reference counting needed for current->mempolicy
2263          * nor system default_policy
2264          */
2265         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2266                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2267         else
2268                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2269                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2270                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2271
2272         return page;
2273 }
2274 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2275
2276 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2277 {
2278         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2279
2280         if (IS_ERR(pol))
2281                 return PTR_ERR(pol);
2282         dst->vm_policy = pol;
2283         return 0;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2288  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2289  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2290  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2291  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2292  *
2293  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2294  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2295  */
2296
2297 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2298 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2299 {
2300         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2301
2302         if (!new)
2303                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2304
2305         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2306         if (old == current->mempolicy) {
2307                 task_lock(current);
2308                 *new = *old;
2309                 task_unlock(current);
2310         } else
2311                 *new = *old;
2312
2313         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2314                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2315                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2316         }
2317         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2318         return new;
2319 }
2320
2321 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2322 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2323 {
2324         if (!a || !b)
2325                 return false;
2326         if (a->mode != b->mode)
2327                 return false;
2328         if (a->flags != b->flags)
2329                 return false;
2330         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2331                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2332                         return false;
2333
2334         switch (a->mode) {
2335         case MPOL_BIND:
2336                 /* Fall through */
2337         case MPOL_INTERLEAVE:
2338                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2339         case MPOL_PREFERRED:
2340                 /* a's ->flags is the same as b's */
2341                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2342                         return true;
2343                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2344         default:
2345                 BUG();
2346                 return false;
2347         }
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Shared memory backing store policy support.
2352  *
2353  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2354  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2355  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2356  * for any accesses to the tree.
2357  */
2358
2359 /*
2360  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2361  * reading or for writing
2362  */
2363 static struct sp_node *
2364 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2365 {
2366         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2367
2368         while (n) {
2369                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2370
2371                 if (start >= p->end)
2372                         n = n->rb_right;
2373                 else if (end <= p->start)
2374                         n = n->rb_left;
2375                 else
2376                         break;
2377         }
2378         if (!n)
2379                 return NULL;
2380         for (;;) {
2381                 struct sp_node *w = NULL;
2382                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2383                 if (!prev)
2384                         break;
2385                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2386                 if (w->end <= start)
2387                         break;
2388                 n = prev;
2389         }
2390         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2395  * writing.
2396  */
2397 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2398 {
2399         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2400         struct rb_node *parent = NULL;
2401         struct sp_node *nd;
2402
2403         while (*p) {
2404                 parent = *p;
2405                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2406                 if (new->start < nd->start)
2407                         p = &(*p)->rb_left;
2408                 else if (new->end > nd->end)
2409                         p = &(*p)->rb_right;
2410                 else
2411                         BUG();
2412         }
2413         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2414         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2415         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2416                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2417 }
2418
2419 /* Find shared policy intersecting idx */
2420 struct mempolicy *
2421 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2422 {
2423         struct mempolicy *pol = NULL;
2424         struct sp_node *sn;
2425
2426         if (!sp->root.rb_node)
2427                 return NULL;
2428         read_lock(&sp->lock);
2429         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2430         if (sn) {
2431                 mpol_get(sn->policy);
2432                 pol = sn->policy;
2433         }
2434         read_unlock(&sp->lock);
2435         return pol;
2436 }
2437
2438 static void sp_free(struct sp_node *n)
2439 {
2440         mpol_put(n->policy);
2441         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2442 }
2443
2444 /**
2445  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2446  *
2447  * @page: page to be checked
2448  * @vma: vm area where page mapped
2449  * @addr: virtual address where page mapped
2450  *
2451  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2452  * node id.
2453  *
2454  * Returns:
2455  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2456  *      node    - node id where the page should be
2457  *
2458  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2459  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2460  */
2461 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2462 {
2463         struct mempolicy *pol;
2464         struct zoneref *z;
2465         int curnid = page_to_nid(page);
2466         unsigned long pgoff;
2467         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2468         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2469         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2470         int ret = -1;
2471
2472         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2473         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2474                 goto out;
2475
2476         switch (pol->mode) {
2477         case MPOL_INTERLEAVE:
2478                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2479                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2480                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2481                 break;
2482
2483         case MPOL_PREFERRED:
2484                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2485                         polnid = numa_node_id();
2486                 else
2487                         polnid = pol->v.preferred_node;
2488                 break;
2489
2490         case MPOL_BIND:
2491
2492                 /*
2493                  * allows binding to multiple nodes.
2494                  * use current page if in policy nodemask,
2495                  * else select nearest allowed node, if any.
2496                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2497                  */
2498                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2499                         goto out;
2500                 z = first_zones_zonelist(
2501                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2502                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2503                                 &pol->v.nodes);
2504                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2505                 break;
2506
2507         default:
2508                 BUG();
2509         }
2510
2511         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2512         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2513                 polnid = thisnid;
2514
2515                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2516                         goto out;
2517         }
2518
2519         if (curnid != polnid)
2520                 ret = polnid;
2521 out:
2522         mpol_cond_put(pol);
2523
2524         return ret;
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2529  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2530  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2531  * policy.
2532  */
2533 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2534 {
2535         struct mempolicy *pol;
2536
2537         task_lock(task);
2538         pol = task->mempolicy;
2539         task->mempolicy = NULL;
2540         task_unlock(task);
2541         mpol_put(pol);
2542 }
2543
2544 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2545 {
2546         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2547         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2548         sp_free(n);
2549 }
2550
2551 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2552                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2553 {
2554         node->start = start;
2555         node->end = end;
2556         node->policy = pol;
2557 }
2558
2559 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2560                                 struct mempolicy *pol)
2561 {
2562         struct sp_node *n;
2563         struct mempolicy *newpol;
2564
2565         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2566         if (!n)
2567                 return NULL;
2568
2569         newpol = mpol_dup(pol);
2570         if (IS_ERR(newpol)) {
2571                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2572                 return NULL;
2573         }
2574         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2575         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2576
2577         return n;
2578 }
2579
2580 /* Replace a policy range. */
2581 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2582                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2583 {
2584         struct sp_node *n;
2585         struct sp_node *n_new = NULL;
2586         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2587         int ret = 0;
2588
2589 restart:
2590         write_lock(&sp->lock);
2591         n = sp_lookup(sp, start, end);
2592         /* Take care of old policies in the same range. */
2593         while (n && n->start < end) {
2594                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2595                 if (n->start >= start) {
2596                         if (n->end <= end)
2597                                 sp_delete(sp, n);
2598                         else
2599                                 n->start = end;
2600                 } else {
2601                         /* Old policy spanning whole new range. */
2602                         if (n->end > end) {
2603                                 if (!n_new)
2604                                         goto alloc_new;
2605
2606                                 *mpol_new = *n->policy;
2607                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2608                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2609                                 n->end = start;
2610                                 sp_insert(sp, n_new);
2611                                 n_new = NULL;
2612                                 mpol_new = NULL;
2613                                 break;
2614                         } else
2615                                 n->end = start;
2616                 }
2617                 if (!next)
2618                         break;
2619                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2620         }
2621         if (new)
2622                 sp_insert(sp, new);
2623         write_unlock(&sp->lock);
2624         ret = 0;
2625
2626 err_out:
2627         if (mpol_new)
2628                 mpol_put(mpol_new);
2629         if (n_new)
2630                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2631
2632         return ret;
2633
2634 alloc_new:
2635         write_unlock(&sp->lock);
2636         ret = -ENOMEM;
2637         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2638         if (!n_new)
2639                 goto err_out;
2640         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2641         if (!mpol_new)
2642                 goto err_out;
2643         goto restart;
2644 }
2645
2646 /**
2647  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2648  * @sp: pointer to inode shared policy
2649  * @mpol:  struct mempolicy to install
2650  *
2651  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2652  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2653  * This must be released on exit.
2654  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2655  */
2656 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2657 {
2658         int ret;
2659
2660         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2661         rwlock_init(&sp->lock);
2662
2663         if (mpol) {
2664                 struct vm_area_struct pvma;
2665                 struct mempolicy *new;
2666                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2667
2668                 if (!scratch)
2669                         goto put_mpol;
2670                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2671                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2672                 if (IS_ERR(new))
2673                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2674
2675                 task_lock(current);
2676                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2677                 task_unlock(current);
2678                 if (ret)
2679                         goto put_new;
2680
2681                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2682                 vma_init(&pvma, NULL);
2683                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2684                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2685
2686 put_new:
2687                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2688 free_scratch:
2689                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2690 put_mpol:
2691                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2692         }
2693 }
2694
2695 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2696                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2697 {
2698         int err;
2699         struct sp_node *new = NULL;
2700         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2701
2702         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2703                  vma->vm_pgoff,
2704                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2705                  npol ? npol->flags : -1,
2706                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2707
2708         if (npol) {
2709                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2710                 if (!new)
2711                         return -ENOMEM;
2712         }
2713         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2714         if (err && new)
2715                 sp_free(new);
2716         return err;
2717 }
2718
2719 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2720 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2721 {
2722         struct sp_node *n;
2723         struct rb_node *next;
2724
2725         if (!p->root.rb_node)
2726                 return;
2727         write_lock(&p->lock);
2728         next = rb_first(&p->root);
2729         while (next) {
2730                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2731                 next = rb_next(&n->nd);
2732                 sp_delete(p, n);
2733         }
2734         write_unlock(&p->lock);
2735 }
2736
2737 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2738 static int __initdata numabalancing_override;
2739
2740 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2741 {
2742         bool numabalancing_default = false;
2743
2744         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2745                 numabalancing_default = true;
2746
2747         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2748         if (numabalancing_override)
2749                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2750
2751         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2752                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2753                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2754                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2755         }
2756 }
2757
2758 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2759 {
2760         int ret = 0;
2761         if (!str)
2762                 goto out;
2763
2764         if (!strcmp(str, "enable")) {
2765                 numabalancing_override = 1;
2766                 ret = 1;
2767         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2768                 numabalancing_override = -1;
2769                 ret = 1;
2770         }
2771 out:
2772         if (!ret)
2773                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2774
2775         return ret;
2776 }
2777 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2778 #else
2779 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2780 {
2781 }
2782 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2783
2784 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2785 void __init numa_policy_init(void)
2786 {
2787         nodemask_t interleave_nodes;
2788         unsigned long largest = 0;
2789         int nid, prefer = 0;
2790
2791         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2792                                          sizeof(struct mempolicy),
2793                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2794
2795         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2796                                      sizeof(struct sp_node),
2797                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2798
2799         for_each_node(nid) {
2800                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2801                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2802                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2803                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2804                         .v = { .preferred_node = nid, },
2805                 };
2806         }
2807
2808         /*
2809          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2810          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2811          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2812          */
2813         nodes_clear(interleave_nodes);
2814         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2815                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2816
2817                 /* Preserve the largest node */
2818                 if (largest < total_pages) {
2819                         largest = total_pages;
2820                         prefer = nid;
2821                 }
2822
2823                 /* Interleave this node? */
2824                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2825                         node_set(nid, interleave_nodes);
2826         }
2827
2828         /* All too small, use the largest */
2829         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2830                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2831
2832         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2833                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2834
2835         check_numabalancing_enable();
2836 }
2837
2838 /* Reset policy of current process to default */
2839 void numa_default_policy(void)
2840 {
2841         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2842 }
2843
2844 /*
2845  * Parse and format mempolicy from/to strings
2846  */
2847
2848 /*
2849  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2850  */
2851 static const char * const policy_modes[] =
2852 {
2853         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2854         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2855         [MPOL_BIND]       = "bind",
2856         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2857         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2858 };
2859
2860
2861 #ifdef CONFIG_TMPFS
2862 /**
2863  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2864  * @str:  string containing mempolicy to parse
2865  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2866  *
2867  * Format of input:
2868  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2869  *
2870  * On success, returns 0, else 1
2871  */
2872 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2873 {
2874         struct mempolicy *new = NULL;
2875         unsigned short mode_flags;
2876         nodemask_t nodes;
2877         char *nodelist = strchr(str, ':');
2878         char *flags = strchr(str, '=');
2879         int err = 1, mode;
2880
2881         if (flags)
2882                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2883
2884         if (nodelist) {
2885                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2886                 *nodelist++ = '\0';
2887                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2888                         goto out;
2889                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2890                         goto out;
2891         } else
2892                 nodes_clear(nodes);
2893
2894         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2895         if (mode < 0)
2896                 goto out;
2897
2898         switch (mode) {
2899         case MPOL_PREFERRED:
2900                 /*
2901                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2902                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2903                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2904                  */
2905                 if (nodelist) {
2906                         char *rest = nodelist;
2907                         while (isdigit(*rest))
2908                                 rest++;
2909                         if (*rest)
2910                                 goto out;
2911                         if (nodes_empty(nodes))
2912                                 goto out;
2913                 }
2914                 break;
2915         case MPOL_INTERLEAVE:
2916                 /*
2917                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2918                  */
2919                 if (!nodelist)
2920                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2921                 break;
2922         case MPOL_LOCAL:
2923                 /*
2924                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2925                  */
2926                 if (nodelist)
2927                         goto out;
2928                 mode = MPOL_PREFERRED;
2929                 break;
2930         case MPOL_DEFAULT:
2931                 /*
2932                  * Insist on a empty nodelist
2933                  */
2934                 if (!nodelist)
2935                         err = 0;
2936                 goto out;
2937         case MPOL_BIND:
2938                 /*
2939                  * Insist on a nodelist
2940                  */
2941                 if (!nodelist)
2942                         goto out;
2943         }
2944
2945         mode_flags = 0;
2946         if (flags) {
2947                 /*
2948                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2949                  * mode flags.
2950                  */
2951                 if (!strcmp(flags, "static"))
2952                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2953                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2954                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2955                 else
2956                         goto out;
2957         }
2958
2959         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2960         if (IS_ERR(new))
2961                 goto out;
2962
2963         /*
2964          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2965          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2966          */
2967         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2968                 new->v.nodes = nodes;
2969         else if (nodelist)
2970                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2971         else
2972                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2973
2974         /*
2975          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2976          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2977          */
2978         new->w.user_nodemask = nodes;
2979
2980         err = 0;
2981
2982 out:
2983         /* Restore string for error message */
2984         if (nodelist)
2985                 *--nodelist = ':';
2986         if (flags)
2987                 *--flags = '=';
2988         if (!err)
2989                 *mpol = new;
2990         return err;
2991 }
2992 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2993
2994 /**
2995  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2996  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2997  * @maxlen:  length of @buffer
2998  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2999  *
3000  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3001  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3002  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3003  */
3004 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3005 {
3006         char *p = buffer;
3007         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3008         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3009         unsigned short flags = 0;
3010
3011         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3012                 mode = pol->mode;
3013                 flags = pol->flags;
3014         }
3015
3016         switch (mode) {
3017         case MPOL_DEFAULT:
3018                 break;
3019         case MPOL_PREFERRED:
3020                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3021                         mode = MPOL_LOCAL;
3022                 else
3023                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3024                 break;
3025         case MPOL_BIND:
3026         case MPOL_INTERLEAVE:
3027                 nodes = pol->v.nodes;
3028                 break;
3029         default:
3030                 WARN_ON_ONCE(1);
3031                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3032                 return;
3033         }
3034
3035         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3036
3037         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3038                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3039
3040                 /*
3041                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3042                  */
3043                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3044                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3045                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3046                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3047         }
3048
3049         if (!nodes_empty(nodes))
3050                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3051                                nodemask_pr_args(&nodes));
3052 }