mm: code cleanup for MADV_FREE
[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) && vma_is_accessible(vma) &&
682                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
683                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
684                 return 1;
685         }
686
687         /* queue pages from current vma */
688         if (flags & MPOL_MF_VALID)
689                 return 0;
690         return 1;
691 }
692
693 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
694         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
695         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
696         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
697 };
698
699 /*
700  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
701  *
702  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
703  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
704  * passed via @private.
705  *
706  * queue_pages_range() has three possible return values:
707  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
708  *     specified.
709  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
710  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
711  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
712  *         your accessible address space (-EFAULT)
713  */
714 static int
715 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
716                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
717                 struct list_head *pagelist)
718 {
719         int err;
720         struct queue_pages qp = {
721                 .pagelist = pagelist,
722                 .flags = flags,
723                 .nmask = nodes,
724                 .start = start,
725                 .end = end,
726                 .first = NULL,
727         };
728
729         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
730
731         if (!qp.first)
732                 /* whole range in hole */
733                 err = -EFAULT;
734
735         return err;
736 }
737
738 /*
739  * Apply policy to a single VMA
740  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
741  */
742 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
743                                                 struct mempolicy *pol)
744 {
745         int err;
746         struct mempolicy *old;
747         struct mempolicy *new;
748
749         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
750                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
751                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
752                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
753
754         new = mpol_dup(pol);
755         if (IS_ERR(new))
756                 return PTR_ERR(new);
757
758         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
759                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
760                 if (err)
761                         goto err_out;
762         }
763
764         old = vma->vm_policy;
765         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
766         mpol_put(old);
767
768         return 0;
769  err_out:
770         mpol_put(new);
771         return err;
772 }
773
774 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
775 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
776                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
777 {
778         struct vm_area_struct *next;
779         struct vm_area_struct *prev;
780         struct vm_area_struct *vma;
781         int err = 0;
782         pgoff_t pgoff;
783         unsigned long vmstart;
784         unsigned long vmend;
785
786         vma = find_vma(mm, start);
787         VM_BUG_ON(!vma);
788
789         prev = vma->vm_prev;
790         if (start > vma->vm_start)
791                 prev = vma;
792
793         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
794                 next = vma->vm_next;
795                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
796                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
797
798                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
799                         continue;
800
801                 pgoff = vma->vm_pgoff +
802                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
803                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
804                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
805                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
806                 if (prev) {
807                         vma = prev;
808                         next = vma->vm_next;
809                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
810                                 continue;
811                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
812                         goto replace;
813                 }
814                 if (vma->vm_start != vmstart) {
815                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
816                         if (err)
817                                 goto out;
818                 }
819                 if (vma->vm_end != vmend) {
820                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
821                         if (err)
822                                 goto out;
823                 }
824  replace:
825                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
826                 if (err)
827                         goto out;
828         }
829
830  out:
831         return err;
832 }
833
834 /* Set the process memory policy */
835 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
836                              nodemask_t *nodes)
837 {
838         struct mempolicy *new, *old;
839         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
840         int ret;
841
842         if (!scratch)
843                 return -ENOMEM;
844
845         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
846         if (IS_ERR(new)) {
847                 ret = PTR_ERR(new);
848                 goto out;
849         }
850
851         task_lock(current);
852         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
853         if (ret) {
854                 task_unlock(current);
855                 mpol_put(new);
856                 goto out;
857         }
858         old = current->mempolicy;
859         current->mempolicy = new;
860         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
861                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
862         task_unlock(current);
863         mpol_put(old);
864         ret = 0;
865 out:
866         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
867         return ret;
868 }
869
870 /*
871  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
872  *
873  * Called with task's alloc_lock held
874  */
875 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
876 {
877         nodes_clear(*nodes);
878         if (p == &default_policy)
879                 return;
880
881         switch (p->mode) {
882         case MPOL_BIND:
883                 /* Fall through */
884         case MPOL_INTERLEAVE:
885                 *nodes = p->v.nodes;
886                 break;
887         case MPOL_PREFERRED:
888                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
889                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
890                 /* else return empty node mask for local allocation */
891                 break;
892         default:
893                 BUG();
894         }
895 }
896
897 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
898 {
899         struct page *p;
900         int err;
901
902         int locked = 1;
903         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
904         if (err >= 0) {
905                 err = page_to_nid(p);
906                 put_page(p);
907         }
908         if (locked)
909                 up_read(&mm->mmap_sem);
910         return err;
911 }
912
913 /* Retrieve NUMA policy */
914 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
915                              unsigned long addr, unsigned long flags)
916 {
917         int err;
918         struct mm_struct *mm = current->mm;
919         struct vm_area_struct *vma = NULL;
920         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
921
922         if (flags &
923                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
924                 return -EINVAL;
925
926         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
927                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
928                         return -EINVAL;
929                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
930                 task_lock(current);
931                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
932                 task_unlock(current);
933                 return 0;
934         }
935
936         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
937                 /*
938                  * Do NOT fall back to task policy if the
939                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
940                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
941                  */
942                 down_read(&mm->mmap_sem);
943                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
944                 if (!vma) {
945                         up_read(&mm->mmap_sem);
946                         return -EFAULT;
947                 }
948                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
949                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
950                 else
951                         pol = vma->vm_policy;
952         } else if (addr)
953                 return -EINVAL;
954
955         if (!pol)
956                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
957
958         if (flags & MPOL_F_NODE) {
959                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
960                         /*
961                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
962                          * wil drop the mmap_sem, so after calling
963                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
964                          * is stale.
965                          */
966                         pol_refcount = pol;
967                         vma = NULL;
968                         mpol_get(pol);
969                         err = lookup_node(mm, addr);
970                         if (err < 0)
971                                 goto out;
972                         *policy = err;
973                 } else if (pol == current->mempolicy &&
974                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
975                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
976                 } else {
977                         err = -EINVAL;
978                         goto out;
979                 }
980         } else {
981                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
982                                                 pol->mode;
983                 /*
984                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
985                  * the policy to userspace.
986                  */
987                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
988         }
989
990         err = 0;
991         if (nmask) {
992                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
993                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
994                 } else {
995                         task_lock(current);
996                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
997                         task_unlock(current);
998                 }
999         }
1000
1001  out:
1002         mpol_cond_put(pol);
1003         if (vma)
1004                 up_read(&mm->mmap_sem);
1005         if (pol_refcount)
1006                 mpol_put(pol_refcount);
1007         return err;
1008 }
1009
1010 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1011 /*
1012  * page migration, thp tail pages can be passed.
1013  */
1014 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1015                                 unsigned long flags)
1016 {
1017         struct page *head = compound_head(page);
1018         /*
1019          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1020          */
1021         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1022                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1023                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1024                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1025                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1026                                 hpage_nr_pages(head));
1027                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1028                         /*
1029                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1030                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1031                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1032                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1033                          * should return -EIO for this case too.
1034                          */
1035                         return -EIO;
1036                 }
1037         }
1038
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 /* page allocation callback for NUMA node migration */
1043 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
1044 {
1045         if (PageHuge(page))
1046                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1047                                         node);
1048         else if (PageTransHuge(page)) {
1049                 struct page *thp;
1050
1051                 thp = alloc_pages_node(node,
1052                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1053                         HPAGE_PMD_ORDER);
1054                 if (!thp)
1055                         return NULL;
1056                 prep_transhuge_page(thp);
1057                 return thp;
1058         } else
1059                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1060                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * Migrate pages from one node to a target node.
1065  * Returns error or the number of pages not migrated.
1066  */
1067 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1068                            int flags)
1069 {
1070         nodemask_t nmask;
1071         LIST_HEAD(pagelist);
1072         int err = 0;
1073
1074         nodes_clear(nmask);
1075         node_set(source, nmask);
1076
1077         /*
1078          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1079          * need migration.  Between passing in the full user address
1080          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1081          */
1082         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1083         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1084                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1085
1086         if (!list_empty(&pagelist)) {
1087                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1088                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1089                 if (err)
1090                         putback_movable_pages(&pagelist);
1091         }
1092
1093         return err;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1098  * layout as much as possible.
1099  *
1100  * Returns the number of page that could not be moved.
1101  */
1102 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1103                      const nodemask_t *to, int flags)
1104 {
1105         int busy = 0;
1106         int err;
1107         nodemask_t tmp;
1108
1109         err = migrate_prep();
1110         if (err)
1111                 return err;
1112
1113         down_read(&mm->mmap_sem);
1114
1115         /*
1116          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1117          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1118          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1119          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1120          *
1121          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1122          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1123          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1124          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1125          *
1126          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1127          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1128          * (nothing left to migrate).
1129          *
1130          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1131          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1132          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1133          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1134          * before migrating outgoing memory source that same node.
1135          *
1136          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1137          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1138          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1139          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1140          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1141          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1142          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1143          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1144          */
1145
1146         tmp = *from;
1147         while (!nodes_empty(tmp)) {
1148                 int s,d;
1149                 int source = NUMA_NO_NODE;
1150                 int dest = 0;
1151
1152                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1153
1154                         /*
1155                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1156                          * node relationship of the pages established between
1157                          * threads and memory areas.
1158                          *
1159                          * However if the number of source nodes is not equal to
1160                          * the number of destination nodes we can not preserve
1161                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1162                          * copying memory from a node that is in the destination
1163                          * mask.
1164                          *
1165                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1166                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1167                          */
1168
1169                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1170                                                 (node_isset(s, *to)))
1171                                 continue;
1172
1173                         d = node_remap(s, *from, *to);
1174                         if (s == d)
1175                                 continue;
1176
1177                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1178                         dest = d;
1179
1180                         /* dest not in remaining from nodes? */
1181                         if (!node_isset(dest, tmp))
1182                                 break;
1183                 }
1184                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1185                         break;
1186
1187                 node_clear(source, tmp);
1188                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1189                 if (err > 0)
1190                         busy += err;
1191                 if (err < 0)
1192                         break;
1193         }
1194         up_read(&mm->mmap_sem);
1195         if (err < 0)
1196                 return err;
1197         return busy;
1198
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1203  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1204  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1205  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1206  * is in virtual address order.
1207  */
1208 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1209 {
1210         struct vm_area_struct *vma;
1211         unsigned long uninitialized_var(address);
1212
1213         vma = find_vma(current->mm, start);
1214         while (vma) {
1215                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1216                 if (address != -EFAULT)
1217                         break;
1218                 vma = vma->vm_next;
1219         }
1220
1221         if (PageHuge(page)) {
1222                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1223                                 vma, address);
1224         } else if (PageTransHuge(page)) {
1225                 struct page *thp;
1226
1227                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1228                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1229                 if (!thp)
1230                         return NULL;
1231                 prep_transhuge_page(thp);
1232                 return thp;
1233         }
1234         /*
1235          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1236          */
1237         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1238                         vma, address);
1239 }
1240 #else
1241
1242 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1243                                 unsigned long flags)
1244 {
1245         return -EIO;
1246 }
1247
1248 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1249                      const nodemask_t *to, int flags)
1250 {
1251         return -ENOSYS;
1252 }
1253
1254 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1255 {
1256         return NULL;
1257 }
1258 #endif
1259
1260 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1261                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1262                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1263 {
1264         struct mm_struct *mm = current->mm;
1265         struct mempolicy *new;
1266         unsigned long end;
1267         int err;
1268         int ret;
1269         LIST_HEAD(pagelist);
1270
1271         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1272                 return -EINVAL;
1273         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1274                 return -EPERM;
1275
1276         if (start & ~PAGE_MASK)
1277                 return -EINVAL;
1278
1279         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1280                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1281
1282         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1283         end = start + len;
1284
1285         if (end < start)
1286                 return -EINVAL;
1287         if (end == start)
1288                 return 0;
1289
1290         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1291         if (IS_ERR(new))
1292                 return PTR_ERR(new);
1293
1294         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1295                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1296
1297         /*
1298          * If we are using the default policy then operation
1299          * on discontinuous address spaces is okay after all
1300          */
1301         if (!new)
1302                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1303
1304         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1305                  start, start + len, mode, mode_flags,
1306                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1307
1308         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1309
1310                 err = migrate_prep();
1311                 if (err)
1312                         goto mpol_out;
1313         }
1314         {
1315                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1316                 if (scratch) {
1317                         down_write(&mm->mmap_sem);
1318                         task_lock(current);
1319                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1320                         task_unlock(current);
1321                         if (err)
1322                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1323                 } else
1324                         err = -ENOMEM;
1325                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1326         }
1327         if (err)
1328                 goto mpol_out;
1329
1330         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1331                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1332
1333         if (ret < 0) {
1334                 err = ret;
1335                 goto up_out;
1336         }
1337
1338         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1339
1340         if (!err) {
1341                 int nr_failed = 0;
1342
1343                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1344                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1345                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1346                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1347                         if (nr_failed)
1348                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1349                 }
1350
1351                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1352                         err = -EIO;
1353         } else {
1354 up_out:
1355                 if (!list_empty(&pagelist))
1356                         putback_movable_pages(&pagelist);
1357         }
1358
1359         up_write(&mm->mmap_sem);
1360 mpol_out:
1361         mpol_put(new);
1362         return err;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1367  */
1368
1369 /* Copy a node mask from user space. */
1370 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1371                      unsigned long maxnode)
1372 {
1373         unsigned long k;
1374         unsigned long t;
1375         unsigned long nlongs;
1376         unsigned long endmask;
1377
1378         --maxnode;
1379         nodes_clear(*nodes);
1380         if (maxnode == 0 || !nmask)
1381                 return 0;
1382         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1383                 return -EINVAL;
1384
1385         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1386         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1387                 endmask = ~0UL;
1388         else
1389                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1390
1391         /*
1392          * When the user specified more nodes than supported just check
1393          * if the non supported part is all zero.
1394          *
1395          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1396          * the bits in that area first. And then go through to
1397          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1398          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1399          */
1400         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1401                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1402                         if (get_user(t, nmask + k))
1403                                 return -EFAULT;
1404                         if (k == nlongs - 1) {
1405                                 if (t & endmask)
1406                                         return -EINVAL;
1407                         } else if (t)
1408                                 return -EINVAL;
1409                 }
1410                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1411                 endmask = ~0UL;
1412         }
1413
1414         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1415                 unsigned long valid_mask = endmask;
1416
1417                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1418                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1419                         return -EFAULT;
1420                 if (t & valid_mask)
1421                         return -EINVAL;
1422         }
1423
1424         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1425                 return -EFAULT;
1426         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1427         return 0;
1428 }
1429
1430 /* Copy a kernel node mask to user space */
1431 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1432                               nodemask_t *nodes)
1433 {
1434         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1435         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1436
1437         if (copy > nbytes) {
1438                 if (copy > PAGE_SIZE)
1439                         return -EINVAL;
1440                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1441                         return -EFAULT;
1442                 copy = nbytes;
1443         }
1444         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1445 }
1446
1447 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1448                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1449                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1450 {
1451         nodemask_t nodes;
1452         int err;
1453         unsigned short mode_flags;
1454
1455         start = untagged_addr(start);
1456         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1457         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1458         if (mode >= MPOL_MAX)
1459                 return -EINVAL;
1460         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1461             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1462                 return -EINVAL;
1463         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1464         if (err)
1465                 return err;
1466         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1467 }
1468
1469 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1470                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1471                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1472 {
1473         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1474 }
1475
1476 /* Set the process memory policy */
1477 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1478                                  unsigned long maxnode)
1479 {
1480         int err;
1481         nodemask_t nodes;
1482         unsigned short flags;
1483
1484         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1485         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1486         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1487                 return -EINVAL;
1488         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1489                 return -EINVAL;
1490         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1491         if (err)
1492                 return err;
1493         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1494 }
1495
1496 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1497                 unsigned long, maxnode)
1498 {
1499         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1500 }
1501
1502 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1503                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1504                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1505 {
1506         struct mm_struct *mm = NULL;
1507         struct task_struct *task;
1508         nodemask_t task_nodes;
1509         int err;
1510         nodemask_t *old;
1511         nodemask_t *new;
1512         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1513
1514         if (!scratch)
1515                 return -ENOMEM;
1516
1517         old = &scratch->mask1;
1518         new = &scratch->mask2;
1519
1520         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1521         if (err)
1522                 goto out;
1523
1524         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1525         if (err)
1526                 goto out;
1527
1528         /* Find the mm_struct */
1529         rcu_read_lock();
1530         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1531         if (!task) {
1532                 rcu_read_unlock();
1533                 err = -ESRCH;
1534                 goto out;
1535         }
1536         get_task_struct(task);
1537
1538         err = -EINVAL;
1539
1540         /*
1541          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1542          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1543          */
1544         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1545                 rcu_read_unlock();
1546                 err = -EPERM;
1547                 goto out_put;
1548         }
1549         rcu_read_unlock();
1550
1551         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1552         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1553         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1554                 err = -EPERM;
1555                 goto out_put;
1556         }
1557
1558         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1559         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1560         if (nodes_empty(*new))
1561                 goto out_put;
1562
1563         err = security_task_movememory(task);
1564         if (err)
1565                 goto out_put;
1566
1567         mm = get_task_mm(task);
1568         put_task_struct(task);
1569
1570         if (!mm) {
1571                 err = -EINVAL;
1572                 goto out;
1573         }
1574
1575         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1576                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1577
1578         mmput(mm);
1579 out:
1580         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1581
1582         return err;
1583
1584 out_put:
1585         put_task_struct(task);
1586         goto out;
1587
1588 }
1589
1590 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1591                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1592                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1593 {
1594         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1595 }
1596
1597
1598 /* Retrieve NUMA policy */
1599 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1600                                 unsigned long __user *nmask,
1601                                 unsigned long maxnode,
1602                                 unsigned long addr,
1603                                 unsigned long flags)
1604 {
1605         int err;
1606         int uninitialized_var(pval);
1607         nodemask_t nodes;
1608
1609         addr = untagged_addr(addr);
1610
1611         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1612                 return -EINVAL;
1613
1614         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1615
1616         if (err)
1617                 return err;
1618
1619         if (policy && put_user(pval, policy))
1620                 return -EFAULT;
1621
1622         if (nmask)
1623                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1624
1625         return err;
1626 }
1627
1628 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1629                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1630                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1631 {
1632         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1633 }
1634
1635 #ifdef CONFIG_COMPAT
1636
1637 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1638                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1639                        compat_ulong_t, maxnode,
1640                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1641 {
1642         long err;
1643         unsigned long __user *nm = NULL;
1644         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1645         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1646
1647         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1648         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1649
1650         if (nmask)
1651                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1652
1653         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1654
1655         if (!err && nmask) {
1656                 unsigned long copy_size;
1657                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1658                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1659                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1660                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1661                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1662         }
1663
1664         return err;
1665 }
1666
1667 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1668                        compat_ulong_t, maxnode)
1669 {
1670         unsigned long __user *nm = NULL;
1671         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1672         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1673
1674         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1675         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1676
1677         if (nmask) {
1678                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1679                         return -EFAULT;
1680                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1681                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1682                         return -EFAULT;
1683         }
1684
1685         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1686 }
1687
1688 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1689                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1690                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1691 {
1692         unsigned long __user *nm = NULL;
1693         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1694         nodemask_t bm;
1695
1696         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1697         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1698
1699         if (nmask) {
1700                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1701                         return -EFAULT;
1702                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1703                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1704                         return -EFAULT;
1705         }
1706
1707         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1708 }
1709
1710 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1711                        compat_ulong_t, maxnode,
1712                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1713                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1714 {
1715         unsigned long __user *old = NULL;
1716         unsigned long __user *new = NULL;
1717         nodemask_t tmp_mask;
1718         unsigned long nr_bits;
1719         unsigned long size;
1720
1721         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1722         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1723         if (old_nodes) {
1724                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1725                         return -EFAULT;
1726                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1727                 if (new_nodes)
1728                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1729                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1730                         return -EFAULT;
1731         }
1732         if (new_nodes) {
1733                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1734                         return -EFAULT;
1735                 if (new == NULL)
1736                         new = compat_alloc_user_space(size);
1737                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1738                         return -EFAULT;
1739         }
1740         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1741 }
1742
1743 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1744
1745 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1746 {
1747         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1748                 return false;
1749
1750         /*
1751          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1752          * incurring periodic faults.
1753          */
1754         if (vma_is_dax(vma))
1755                 return false;
1756
1757         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1758                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1759                 return false;
1760
1761         /*
1762          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1763          * do so then migration (at least from node to node) is not
1764          * possible.
1765          */
1766         if (vma->vm_file &&
1767                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1768                         < policy_zone)
1769                 return false;
1770         return true;
1771 }
1772
1773 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1774                                                 unsigned long addr)
1775 {
1776         struct mempolicy *pol = NULL;
1777
1778         if (vma) {
1779                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1780                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1781                 } else if (vma->vm_policy) {
1782                         pol = vma->vm_policy;
1783
1784                         /*
1785                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1786                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1787                          * count on these policies which will be dropped by
1788                          * mpol_cond_put() later
1789                          */
1790                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1791                                 mpol_get(pol);
1792                 }
1793         }
1794
1795         return pol;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1800  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1801  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1802  *
1803  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1804  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1805  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1806  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1807  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1808  * extra reference for shared policies.
1809  */
1810 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1811                                                 unsigned long addr)
1812 {
1813         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1814
1815         if (!pol)
1816                 pol = get_task_policy(current);
1817
1818         return pol;
1819 }
1820
1821 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1822 {
1823         struct mempolicy *pol;
1824
1825         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1826                 bool ret = false;
1827
1828                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1829                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1830                         ret = true;
1831                 mpol_cond_put(pol);
1832
1833                 return ret;
1834         }
1835
1836         pol = vma->vm_policy;
1837         if (!pol)
1838                 pol = get_task_policy(current);
1839
1840         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1841 }
1842
1843 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1844 {
1845         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1846
1847         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1848
1849         /*
1850          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1851          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1852          *
1853          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1854          * so if the following test faile, it implies
1855          * policy->v.nodes has movable memory only.
1856          */
1857         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1858                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1859
1860         return zone >= dynamic_policy_zone;
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1865  * page allocation
1866  */
1867 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1868 {
1869         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1870         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1871                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1872                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1873                 return &policy->v.nodes;
1874
1875         return NULL;
1876 }
1877
1878 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1879 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1880                                                                 int nd)
1881 {
1882         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1883                 nd = policy->v.preferred_node;
1884         else {
1885                 /*
1886                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1887                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1888                  * requested node and not break the policy.
1889                  */
1890                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1891         }
1892
1893         return nd;
1894 }
1895
1896 /* Do dynamic interleaving for a process */
1897 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1898 {
1899         unsigned next;
1900         struct task_struct *me = current;
1901
1902         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1903         if (next < MAX_NUMNODES)
1904                 me->il_prev = next;
1905         return next;
1906 }
1907
1908 /*
1909  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1910  * next slab entry.
1911  */
1912 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1913 {
1914         struct mempolicy *policy;
1915         int node = numa_mem_id();
1916
1917         if (in_interrupt())
1918                 return node;
1919
1920         policy = current->mempolicy;
1921         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1922                 return node;
1923
1924         switch (policy->mode) {
1925         case MPOL_PREFERRED:
1926                 /*
1927                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1928                  */
1929                 return policy->v.preferred_node;
1930
1931         case MPOL_INTERLEAVE:
1932                 return interleave_nodes(policy);
1933
1934         case MPOL_BIND: {
1935                 struct zoneref *z;
1936
1937                 /*
1938                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1939                  * first node.
1940                  */
1941                 struct zonelist *zonelist;
1942                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1943                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1944                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1945                                                         &policy->v.nodes);
1946                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1947         }
1948
1949         default:
1950                 BUG();
1951         }
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1956  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1957  * number of present nodes.
1958  */
1959 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1960 {
1961         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1962         unsigned target;
1963         int i;
1964         int nid;
1965
1966         if (!nnodes)
1967                 return numa_node_id();
1968         target = (unsigned int)n % nnodes;
1969         nid = first_node(pol->v.nodes);
1970         for (i = 0; i < target; i++)
1971                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1972         return nid;
1973 }
1974
1975 /* Determine a node number for interleave */
1976 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1977                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1978 {
1979         if (vma) {
1980                 unsigned long off;
1981
1982                 /*
1983                  * for small pages, there is no difference between
1984                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1985                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1986                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1987                  * a useful offset.
1988                  */
1989                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1990                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1991                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1992                 return offset_il_node(pol, off);
1993         } else
1994                 return interleave_nodes(pol);
1995 }
1996
1997 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1998 /*
1999  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2000  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2001  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2002  * @gfp_flags: for requested zone
2003  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2004  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2005  *
2006  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2007  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2008  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2009  * @nodemask for filtering the zonelist.
2010  *
2011  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2012  */
2013 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2014                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2015 {
2016         int nid;
2017
2018         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2019         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2020
2021         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2022                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2023                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2024         } else {
2025                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2026                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2027                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2028         }
2029         return nid;
2030 }
2031
2032 /*
2033  * init_nodemask_of_mempolicy
2034  *
2035  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2036  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2037  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2038  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2039  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2040  * of non-default mempolicy.
2041  *
2042  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2043  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2044  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2045  *
2046  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2047  */
2048 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2049 {
2050         struct mempolicy *mempolicy;
2051         int nid;
2052
2053         if (!(mask && current->mempolicy))
2054                 return false;
2055
2056         task_lock(current);
2057         mempolicy = current->mempolicy;
2058         switch (mempolicy->mode) {
2059         case MPOL_PREFERRED:
2060                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2061                         nid = numa_node_id();
2062                 else
2063                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2064                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2065                 break;
2066
2067         case MPOL_BIND:
2068                 /* Fall through */
2069         case MPOL_INTERLEAVE:
2070                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2071                 break;
2072
2073         default:
2074                 BUG();
2075         }
2076         task_unlock(current);
2077
2078         return true;
2079 }
2080 #endif
2081
2082 /*
2083  * mempolicy_nodemask_intersects
2084  *
2085  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2086  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2087  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2088  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2089  *
2090  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2091  */
2092 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2093                                         const nodemask_t *mask)
2094 {
2095         struct mempolicy *mempolicy;
2096         bool ret = true;
2097
2098         if (!mask)
2099                 return ret;
2100         task_lock(tsk);
2101         mempolicy = tsk->mempolicy;
2102         if (!mempolicy)
2103                 goto out;
2104
2105         switch (mempolicy->mode) {
2106         case MPOL_PREFERRED:
2107                 /*
2108                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2109                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2110                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2111                  * nodes in mask.
2112                  */
2113                 break;
2114         case MPOL_BIND:
2115         case MPOL_INTERLEAVE:
2116                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2117                 break;
2118         default:
2119                 BUG();
2120         }
2121 out:
2122         task_unlock(tsk);
2123         return ret;
2124 }
2125
2126 /* Allocate a page in interleaved policy.
2127    Own path because it needs to do special accounting. */
2128 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2129                                         unsigned nid)
2130 {
2131         struct page *page;
2132
2133         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2134         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2135         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2136                 return page;
2137         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2138                 preempt_disable();
2139                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2140                 preempt_enable();
2141         }
2142         return page;
2143 }
2144
2145 /**
2146  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2147  *
2148  *      @gfp:
2149  *      %GFP_USER    user allocation.
2150  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2151  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2152  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2153  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2154  *
2155  *      @order:Order of the GFP allocation.
2156  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2157  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2158  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2159  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2160  *
2161  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2162  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2163  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2164  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2165  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2166  *      NULL when no page can be allocated.
2167  */
2168 struct page *
2169 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2170                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2171 {
2172         struct mempolicy *pol;
2173         struct page *page;
2174         int preferred_nid;
2175         nodemask_t *nmask;
2176
2177         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2178
2179         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2180                 unsigned nid;
2181
2182                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2183                 mpol_cond_put(pol);
2184                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2185                 goto out;
2186         }
2187
2188         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2189                 int hpage_node = node;
2190
2191                 /*
2192                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2193                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2194                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2195                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2196                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2197                  *
2198                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2199                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2200                  */
2201                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2202                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2203
2204                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2205                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2206                         mpol_cond_put(pol);
2207                         /*
2208                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2209                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2210                          */
2211                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2212                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2213
2214                         /*
2215                          * If hugepage allocations are configured to always
2216                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2217                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2218                          * memory with both reclaim and compact as well.
2219                          */
2220                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2221                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2222                                                                 gfp, order);
2223
2224                         goto out;
2225                 }
2226         }
2227
2228         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2229         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2230         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2231         mpol_cond_put(pol);
2232 out:
2233         return page;
2234 }
2235 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2236
2237 /**
2238  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2239  *
2240  *      @gfp:
2241  *              %GFP_USER   user allocation,
2242  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2243  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2244  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2245  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2246  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2247  *
2248  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2249  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2250  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2251  */
2252 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2253 {
2254         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2255         struct page *page;
2256
2257         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2258                 pol = get_task_policy(current);
2259
2260         /*
2261          * No reference counting needed for current->mempolicy
2262          * nor system default_policy
2263          */
2264         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2265                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2266         else
2267                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2268                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2269                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2270
2271         return page;
2272 }
2273 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2274
2275 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2276 {
2277         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2278
2279         if (IS_ERR(pol))
2280                 return PTR_ERR(pol);
2281         dst->vm_policy = pol;
2282         return 0;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2287  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2288  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2289  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2290  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2291  *
2292  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2293  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2294  */
2295
2296 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2297 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2298 {
2299         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2300
2301         if (!new)
2302                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2303
2304         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2305         if (old == current->mempolicy) {
2306                 task_lock(current);
2307                 *new = *old;
2308                 task_unlock(current);
2309         } else
2310                 *new = *old;
2311
2312         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2313                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2314                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2315         }
2316         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2317         return new;
2318 }
2319
2320 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2321 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2322 {
2323         if (!a || !b)
2324                 return false;
2325         if (a->mode != b->mode)
2326                 return false;
2327         if (a->flags != b->flags)
2328                 return false;
2329         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2330                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2331                         return false;
2332
2333         switch (a->mode) {
2334         case MPOL_BIND:
2335                 /* Fall through */
2336         case MPOL_INTERLEAVE:
2337                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2338         case MPOL_PREFERRED:
2339                 /* a's ->flags is the same as b's */
2340                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2341                         return true;
2342                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2343         default:
2344                 BUG();
2345                 return false;
2346         }
2347 }
2348
2349 /*
2350  * Shared memory backing store policy support.
2351  *
2352  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2353  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2354  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2355  * for any accesses to the tree.
2356  */
2357
2358 /*
2359  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2360  * reading or for writing
2361  */
2362 static struct sp_node *
2363 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2364 {
2365         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2366
2367         while (n) {
2368                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2369
2370                 if (start >= p->end)
2371                         n = n->rb_right;
2372                 else if (end <= p->start)
2373                         n = n->rb_left;
2374                 else
2375                         break;
2376         }
2377         if (!n)
2378                 return NULL;
2379         for (;;) {
2380                 struct sp_node *w = NULL;
2381                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2382                 if (!prev)
2383                         break;
2384                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2385                 if (w->end <= start)
2386                         break;
2387                 n = prev;
2388         }
2389         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2394  * writing.
2395  */
2396 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2397 {
2398         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2399         struct rb_node *parent = NULL;
2400         struct sp_node *nd;
2401
2402         while (*p) {
2403                 parent = *p;
2404                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2405                 if (new->start < nd->start)
2406                         p = &(*p)->rb_left;
2407                 else if (new->end > nd->end)
2408                         p = &(*p)->rb_right;
2409                 else
2410                         BUG();
2411         }
2412         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2413         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2414         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2415                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2416 }
2417
2418 /* Find shared policy intersecting idx */
2419 struct mempolicy *
2420 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2421 {
2422         struct mempolicy *pol = NULL;
2423         struct sp_node *sn;
2424
2425         if (!sp->root.rb_node)
2426                 return NULL;
2427         read_lock(&sp->lock);
2428         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2429         if (sn) {
2430                 mpol_get(sn->policy);
2431                 pol = sn->policy;
2432         }
2433         read_unlock(&sp->lock);
2434         return pol;
2435 }
2436
2437 static void sp_free(struct sp_node *n)
2438 {
2439         mpol_put(n->policy);
2440         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2441 }
2442
2443 /**
2444  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2445  *
2446  * @page: page to be checked
2447  * @vma: vm area where page mapped
2448  * @addr: virtual address where page mapped
2449  *
2450  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2451  * node id.
2452  *
2453  * Returns:
2454  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2455  *      node    - node id where the page should be
2456  *
2457  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2458  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2459  */
2460 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2461 {
2462         struct mempolicy *pol;
2463         struct zoneref *z;
2464         int curnid = page_to_nid(page);
2465         unsigned long pgoff;
2466         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2467         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2468         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2469         int ret = -1;
2470
2471         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2472         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2473                 goto out;
2474
2475         switch (pol->mode) {
2476         case MPOL_INTERLEAVE:
2477                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2478                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2479                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2480                 break;
2481
2482         case MPOL_PREFERRED:
2483                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2484                         polnid = numa_node_id();
2485                 else
2486                         polnid = pol->v.preferred_node;
2487                 break;
2488
2489         case MPOL_BIND:
2490
2491                 /*
2492                  * allows binding to multiple nodes.
2493                  * use current page if in policy nodemask,
2494                  * else select nearest allowed node, if any.
2495                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2496                  */
2497                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2498                         goto out;
2499                 z = first_zones_zonelist(
2500                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2501                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2502                                 &pol->v.nodes);
2503                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2504                 break;
2505
2506         default:
2507                 BUG();
2508         }
2509
2510         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2511         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2512                 polnid = thisnid;
2513
2514                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2515                         goto out;
2516         }
2517
2518         if (curnid != polnid)
2519                 ret = polnid;
2520 out:
2521         mpol_cond_put(pol);
2522
2523         return ret;
2524 }
2525
2526 /*
2527  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2528  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2529  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2530  * policy.
2531  */
2532 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2533 {
2534         struct mempolicy *pol;
2535
2536         task_lock(task);
2537         pol = task->mempolicy;
2538         task->mempolicy = NULL;
2539         task_unlock(task);
2540         mpol_put(pol);
2541 }
2542
2543 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2544 {
2545         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2546         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2547         sp_free(n);
2548 }
2549
2550 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2551                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2552 {
2553         node->start = start;
2554         node->end = end;
2555         node->policy = pol;
2556 }
2557
2558 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2559                                 struct mempolicy *pol)
2560 {
2561         struct sp_node *n;
2562         struct mempolicy *newpol;
2563
2564         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2565         if (!n)
2566                 return NULL;
2567
2568         newpol = mpol_dup(pol);
2569         if (IS_ERR(newpol)) {
2570                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2571                 return NULL;
2572         }
2573         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2574         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2575
2576         return n;
2577 }
2578
2579 /* Replace a policy range. */
2580 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2581                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2582 {
2583         struct sp_node *n;
2584         struct sp_node *n_new = NULL;
2585         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2586         int ret = 0;
2587
2588 restart:
2589         write_lock(&sp->lock);
2590         n = sp_lookup(sp, start, end);
2591         /* Take care of old policies in the same range. */
2592         while (n && n->start < end) {
2593                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2594                 if (n->start >= start) {
2595                         if (n->end <= end)
2596                                 sp_delete(sp, n);
2597                         else
2598                                 n->start = end;
2599                 } else {
2600                         /* Old policy spanning whole new range. */
2601                         if (n->end > end) {
2602                                 if (!n_new)
2603                                         goto alloc_new;
2604
2605                                 *mpol_new = *n->policy;
2606                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2607                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2608                                 n->end = start;
2609                                 sp_insert(sp, n_new);
2610                                 n_new = NULL;
2611                                 mpol_new = NULL;
2612                                 break;
2613                         } else
2614                                 n->end = start;
2615                 }
2616                 if (!next)
2617                         break;
2618                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2619         }
2620         if (new)
2621                 sp_insert(sp, new);
2622         write_unlock(&sp->lock);
2623         ret = 0;
2624
2625 err_out:
2626         if (mpol_new)
2627                 mpol_put(mpol_new);
2628         if (n_new)
2629                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2630
2631         return ret;
2632
2633 alloc_new:
2634         write_unlock(&sp->lock);
2635         ret = -ENOMEM;
2636         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2637         if (!n_new)
2638                 goto err_out;
2639         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2640         if (!mpol_new)
2641                 goto err_out;
2642         goto restart;
2643 }
2644
2645 /**
2646  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2647  * @sp: pointer to inode shared policy
2648  * @mpol:  struct mempolicy to install
2649  *
2650  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2651  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2652  * This must be released on exit.
2653  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2654  */
2655 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2656 {
2657         int ret;
2658
2659         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2660         rwlock_init(&sp->lock);
2661
2662         if (mpol) {
2663                 struct vm_area_struct pvma;
2664                 struct mempolicy *new;
2665                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2666
2667                 if (!scratch)
2668                         goto put_mpol;
2669                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2670                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2671                 if (IS_ERR(new))
2672                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2673
2674                 task_lock(current);
2675                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2676                 task_unlock(current);
2677                 if (ret)
2678                         goto put_new;
2679
2680                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2681                 vma_init(&pvma, NULL);
2682                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2683                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2684
2685 put_new:
2686                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2687 free_scratch:
2688                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2689 put_mpol:
2690                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2691         }
2692 }
2693
2694 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2695                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2696 {
2697         int err;
2698         struct sp_node *new = NULL;
2699         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2700
2701         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2702                  vma->vm_pgoff,
2703                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2704                  npol ? npol->flags : -1,
2705                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2706
2707         if (npol) {
2708                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2709                 if (!new)
2710                         return -ENOMEM;
2711         }
2712         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2713         if (err && new)
2714                 sp_free(new);
2715         return err;
2716 }
2717
2718 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2719 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2720 {
2721         struct sp_node *n;
2722         struct rb_node *next;
2723
2724         if (!p->root.rb_node)
2725                 return;
2726         write_lock(&p->lock);
2727         next = rb_first(&p->root);
2728         while (next) {
2729                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2730                 next = rb_next(&n->nd);
2731                 sp_delete(p, n);
2732         }
2733         write_unlock(&p->lock);
2734 }
2735
2736 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2737 static int __initdata numabalancing_override;
2738
2739 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2740 {
2741         bool numabalancing_default = false;
2742
2743         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2744                 numabalancing_default = true;
2745
2746         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2747         if (numabalancing_override)
2748                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2749
2750         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2751                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2752                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2753                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2754         }
2755 }
2756
2757 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2758 {
2759         int ret = 0;
2760         if (!str)
2761                 goto out;
2762
2763         if (!strcmp(str, "enable")) {
2764                 numabalancing_override = 1;
2765                 ret = 1;
2766         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2767                 numabalancing_override = -1;
2768                 ret = 1;
2769         }
2770 out:
2771         if (!ret)
2772                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2773
2774         return ret;
2775 }
2776 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2777 #else
2778 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2779 {
2780 }
2781 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2782
2783 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2784 void __init numa_policy_init(void)
2785 {
2786         nodemask_t interleave_nodes;
2787         unsigned long largest = 0;
2788         int nid, prefer = 0;
2789
2790         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2791                                          sizeof(struct mempolicy),
2792                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2793
2794         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2795                                      sizeof(struct sp_node),
2796                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2797
2798         for_each_node(nid) {
2799                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2800                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2801                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2802                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2803                         .v = { .preferred_node = nid, },
2804                 };
2805         }
2806
2807         /*
2808          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2809          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2810          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2811          */
2812         nodes_clear(interleave_nodes);
2813         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2814                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2815
2816                 /* Preserve the largest node */
2817                 if (largest < total_pages) {
2818                         largest = total_pages;
2819                         prefer = nid;
2820                 }
2821
2822                 /* Interleave this node? */
2823                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2824                         node_set(nid, interleave_nodes);
2825         }
2826
2827         /* All too small, use the largest */
2828         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2829                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2830
2831         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2832                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2833
2834         check_numabalancing_enable();
2835 }
2836
2837 /* Reset policy of current process to default */
2838 void numa_default_policy(void)
2839 {
2840         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2841 }
2842
2843 /*
2844  * Parse and format mempolicy from/to strings
2845  */
2846
2847 /*
2848  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2849  */
2850 static const char * const policy_modes[] =
2851 {
2852         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2853         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2854         [MPOL_BIND]       = "bind",
2855         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2856         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2857 };
2858
2859
2860 #ifdef CONFIG_TMPFS
2861 /**
2862  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2863  * @str:  string containing mempolicy to parse
2864  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2865  *
2866  * Format of input:
2867  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2868  *
2869  * On success, returns 0, else 1
2870  */
2871 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2872 {
2873         struct mempolicy *new = NULL;
2874         unsigned short mode_flags;
2875         nodemask_t nodes;
2876         char *nodelist = strchr(str, ':');
2877         char *flags = strchr(str, '=');
2878         int err = 1, mode;
2879
2880         if (flags)
2881                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2882
2883         if (nodelist) {
2884                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2885                 *nodelist++ = '\0';
2886                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2887                         goto out;
2888                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2889                         goto out;
2890         } else
2891                 nodes_clear(nodes);
2892
2893         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2894         if (mode < 0)
2895                 goto out;
2896
2897         switch (mode) {
2898         case MPOL_PREFERRED:
2899                 /*
2900                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2901                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2902                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2903                  */
2904                 if (nodelist) {
2905                         char *rest = nodelist;
2906                         while (isdigit(*rest))
2907                                 rest++;
2908                         if (*rest)
2909                                 goto out;
2910                         if (nodes_empty(nodes))
2911                                 goto out;
2912                 }
2913                 break;
2914         case MPOL_INTERLEAVE:
2915                 /*
2916                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2917                  */
2918                 if (!nodelist)
2919                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2920                 break;
2921         case MPOL_LOCAL:
2922                 /*
2923                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2924                  */
2925                 if (nodelist)
2926                         goto out;
2927                 mode = MPOL_PREFERRED;
2928                 break;
2929         case MPOL_DEFAULT:
2930                 /*
2931                  * Insist on a empty nodelist
2932                  */
2933                 if (!nodelist)
2934                         err = 0;
2935                 goto out;
2936         case MPOL_BIND:
2937                 /*
2938                  * Insist on a nodelist
2939                  */
2940                 if (!nodelist)
2941                         goto out;
2942         }
2943
2944         mode_flags = 0;
2945         if (flags) {
2946                 /*
2947                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2948                  * mode flags.
2949                  */
2950                 if (!strcmp(flags, "static"))
2951                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2952                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2953                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2954                 else
2955                         goto out;
2956         }
2957
2958         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2959         if (IS_ERR(new))
2960                 goto out;
2961
2962         /*
2963          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2964          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2965          */
2966         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2967                 new->v.nodes = nodes;
2968         else if (nodelist)
2969                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2970         else
2971                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2972
2973         /*
2974          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2975          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2976          */
2977         new->w.user_nodemask = nodes;
2978
2979         err = 0;
2980
2981 out:
2982         /* Restore string for error message */
2983         if (nodelist)
2984                 *--nodelist = ':';
2985         if (flags)
2986                 *--flags = '=';
2987         if (!err)
2988                 *mpol = new;
2989         return err;
2990 }
2991 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2992
2993 /**
2994  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2995  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2996  * @maxlen:  length of @buffer
2997  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2998  *
2999  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3000  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3001  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3002  */
3003 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3004 {
3005         char *p = buffer;
3006         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3007         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3008         unsigned short flags = 0;
3009
3010         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3011                 mode = pol->mode;
3012                 flags = pol->flags;
3013         }
3014
3015         switch (mode) {
3016         case MPOL_DEFAULT:
3017                 break;
3018         case MPOL_PREFERRED:
3019                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3020                         mode = MPOL_LOCAL;
3021                 else
3022                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3023                 break;
3024         case MPOL_BIND:
3025         case MPOL_INTERLEAVE:
3026                 nodes = pol->v.nodes;
3027                 break;
3028         default:
3029                 WARN_ON_ONCE(1);
3030                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3031                 return;
3032         }
3033
3034         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3035
3036         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3037                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3038
3039                 /*
3040                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3041                  */
3042                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3043                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3044                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3045                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3046         }
3047
3048         if (!nodes_empty(nodes))
3049                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3050                                nodemask_pr_args(&nodes));
3051 }