mm: drop node from alloc_pages_vma
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <linux/uaccess.h>
108
109 #include "internal.h"
110
111 /* Internal flags */
112 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
113 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
114
115 static struct kmem_cache *policy_cache;
116 static struct kmem_cache *sn_cache;
117
118 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
119    policied. */
120 enum zone_type policy_zone = 0;
121
122 /*
123  * run-time system-wide default policy => local allocation
124  */
125 static struct mempolicy default_policy = {
126         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
127         .mode = MPOL_LOCAL,
128 };
129
130 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
131
132 /**
133  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
134  * @node: Node id to start the search
135  *
136  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
137  */
138 int numa_map_to_online_node(int node)
139 {
140         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
141
142         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
143                 return node;
144
145         min_node = node;
146         for_each_online_node(n) {
147                 dist = node_distance(node, n);
148                 if (dist < min_dist) {
149                         min_dist = dist;
150                         min_node = n;
151                 }
152         }
153
154         return min_node;
155 }
156 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
157
158 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
159 {
160         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
161         int node;
162
163         if (pol)
164                 return pol;
165
166         node = numa_node_id();
167         if (node != NUMA_NO_NODE) {
168                 pol = &preferred_node_policy[node];
169                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
170                 if (pol->mode)
171                         return pol;
172         }
173
174         return &default_policy;
175 }
176
177 static const struct mempolicy_operations {
178         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
179         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
180 } mpol_ops[MPOL_MAX];
181
182 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
183 {
184         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
185 }
186
187 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
188                                    const nodemask_t *rel)
189 {
190         nodemask_t tmp;
191         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
192         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
193 }
194
195 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
196 {
197         if (nodes_empty(*nodes))
198                 return -EINVAL;
199         pol->nodes = *nodes;
200         return 0;
201 }
202
203 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
204 {
205         if (nodes_empty(*nodes))
206                 return -EINVAL;
207
208         nodes_clear(pol->nodes);
209         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
210         return 0;
211 }
212
213 /*
214  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
215  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
216  * parameter with respect to the policy mode and flags.
217  *
218  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
219  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
220  */
221 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
222                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
223 {
224         int ret;
225
226         /*
227          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
228          * subject of any remapping. They also do not need any special
229          * constructor.
230          */
231         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
232                 return 0;
233
234         /* Check N_MEMORY */
235         nodes_and(nsc->mask1,
236                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
237
238         VM_BUG_ON(!nodes);
239
240         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
241                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
242         else
243                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
244
245         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
246                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
247         else
248                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
249
250         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
251         return ret;
252 }
253
254 /*
255  * This function just creates a new policy, does some check and simple
256  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
257  */
258 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
259                                   nodemask_t *nodes)
260 {
261         struct mempolicy *policy;
262
263         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
264                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
265
266         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
267                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
268                         return ERR_PTR(-EINVAL);
269                 return NULL;
270         }
271         VM_BUG_ON(!nodes);
272
273         /*
274          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
275          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
276          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
277          */
278         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
279                 if (nodes_empty(*nodes)) {
280                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
281                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
282                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
283
284                         mode = MPOL_LOCAL;
285                 }
286         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
287                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
288                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
289                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
290                         return ERR_PTR(-EINVAL);
291         } else if (nodes_empty(*nodes))
292                 return ERR_PTR(-EINVAL);
293         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
294         if (!policy)
295                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
296         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
297         policy->mode = mode;
298         policy->flags = flags;
299
300         return policy;
301 }
302
303 /* Slow path of a mpol destructor. */
304 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
305 {
306         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
307                 return;
308         kmem_cache_free(policy_cache, p);
309 }
310
311 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
312 {
313 }
314
315 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
316 {
317         nodemask_t tmp;
318
319         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
320                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
321         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
322                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
323         else {
324                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
325                                                                 *nodes);
326                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
327         }
328
329         if (nodes_empty(tmp))
330                 tmp = *nodes;
331
332         pol->nodes = tmp;
333 }
334
335 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
336                                                 const nodemask_t *nodes)
337 {
338         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339 }
340
341 /*
342  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
343  *
344  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
345  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
346  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
347  */
348 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
349 {
350         if (!pol)
351                 return;
352         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
353             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
354                 return;
355
356         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
357 }
358
359 /*
360  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
361  * pointer, and updates task mempolicy.
362  *
363  * Called with task's alloc_lock held.
364  */
365
366 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
367 {
368         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
369 }
370
371 /*
372  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
373  *
374  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
375  */
376
377 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
378 {
379         struct vm_area_struct *vma;
380
381         mmap_write_lock(mm);
382         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
383                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
384         mmap_write_unlock(mm);
385 }
386
387 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
388         [MPOL_DEFAULT] = {
389                 .rebind = mpol_rebind_default,
390         },
391         [MPOL_INTERLEAVE] = {
392                 .create = mpol_new_nodemask,
393                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
394         },
395         [MPOL_PREFERRED] = {
396                 .create = mpol_new_preferred,
397                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
398         },
399         [MPOL_BIND] = {
400                 .create = mpol_new_nodemask,
401                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
402         },
403         [MPOL_LOCAL] = {
404                 .rebind = mpol_rebind_default,
405         },
406         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
407                 .create = mpol_new_nodemask,
408                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
409         },
410 };
411
412 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
413                                 unsigned long flags);
414
415 struct queue_pages {
416         struct list_head *pagelist;
417         unsigned long flags;
418         nodemask_t *nmask;
419         unsigned long start;
420         unsigned long end;
421         struct vm_area_struct *first;
422 };
423
424 /*
425  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
426  *
427  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
428  * in the invert of qp->nmask.
429  */
430 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
431                                         struct queue_pages *qp)
432 {
433         int nid = page_to_nid(page);
434         unsigned long flags = qp->flags;
435
436         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
437 }
438
439 /*
440  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
441  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
442  *     special page is met, i.e. huge zero page.
443  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
444  *     specified.
445  * 2 - THP was split.
446  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
447  *        existing page was already on a node that does not follow the
448  *        policy.
449  */
450 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
451                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
452         __releases(ptl)
453 {
454         int ret = 0;
455         struct page *page;
456         struct queue_pages *qp = walk->private;
457         unsigned long flags;
458
459         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
460                 ret = -EIO;
461                 goto unlock;
462         }
463         page = pmd_page(*pmd);
464         if (is_huge_zero_page(page)) {
465                 spin_unlock(ptl);
466                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
467                 goto out;
468         }
469         if (!queue_pages_required(page, qp))
470                 goto unlock;
471
472         flags = qp->flags;
473         /* go to thp migration */
474         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
475                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
476                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
477                         ret = 1;
478                         goto unlock;
479                 }
480         } else
481                 ret = -EIO;
482 unlock:
483         spin_unlock(ptl);
484 out:
485         return ret;
486 }
487
488 /*
489  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
490  * and move them to the pagelist if they do.
491  *
492  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
493  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
494  *     special page is met, i.e. zero page.
495  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
496  *     specified.
497  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
498  *        on a node that does not follow the policy.
499  */
500 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
501                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
502 {
503         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
504         struct page *page;
505         struct queue_pages *qp = walk->private;
506         unsigned long flags = qp->flags;
507         int ret;
508         bool has_unmovable = false;
509         pte_t *pte, *mapped_pte;
510         spinlock_t *ptl;
511
512         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
513         if (ptl) {
514                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
515                 if (ret != 2)
516                         return ret;
517         }
518         /* THP was split, fall through to pte walk */
519
520         if (pmd_trans_unstable(pmd))
521                 return 0;
522
523         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
524         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
525                 if (!pte_present(*pte))
526                         continue;
527                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
528                 if (!page)
529                         continue;
530                 /*
531                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
532                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
533                  */
534                 if (PageReserved(page))
535                         continue;
536                 if (!queue_pages_required(page, qp))
537                         continue;
538                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
539                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
540                         if (!vma_migratable(vma)) {
541                                 has_unmovable = true;
542                                 break;
543                         }
544
545                         /*
546                          * Do not abort immediately since there may be
547                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
548                          * need migrate other LRU pages.
549                          */
550                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
551                                 has_unmovable = true;
552                 } else
553                         break;
554         }
555         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
556         cond_resched();
557
558         if (has_unmovable)
559                 return 1;
560
561         return addr != end ? -EIO : 0;
562 }
563
564 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
565                                unsigned long addr, unsigned long end,
566                                struct mm_walk *walk)
567 {
568         int ret = 0;
569 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
570         struct queue_pages *qp = walk->private;
571         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
572         struct page *page;
573         spinlock_t *ptl;
574         pte_t entry;
575
576         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
577         entry = huge_ptep_get(pte);
578         if (!pte_present(entry))
579                 goto unlock;
580         page = pte_page(entry);
581         if (!queue_pages_required(page, qp))
582                 goto unlock;
583
584         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
585                 /*
586                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
587                  * need to further check other vma.
588                  */
589                 ret = -EIO;
590                 goto unlock;
591         }
592
593         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
594                 /*
595                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
596                  * stopped walking current vma.
597                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
598                  * have been queued.
599                  */
600                 ret = 1;
601                 goto unlock;
602         }
603
604         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
605         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
606             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
607                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
608                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
609                         /*
610                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
611                          * which have been queued.
612                          */
613                         ret = 1;
614         }
615 unlock:
616         spin_unlock(ptl);
617 #else
618         BUG();
619 #endif
620         return ret;
621 }
622
623 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
624 /*
625  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
626  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
627  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
628  *
629  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
630  * an architecture makes a different choice, it will need further
631  * changes to the core.
632  */
633 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
634                         unsigned long addr, unsigned long end)
635 {
636         int nr_updated;
637
638         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
639         if (nr_updated)
640                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
641
642         return nr_updated;
643 }
644 #else
645 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
646                         unsigned long addr, unsigned long end)
647 {
648         return 0;
649 }
650 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
651
652 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
653                                 struct mm_walk *walk)
654 {
655         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
656         struct queue_pages *qp = walk->private;
657         unsigned long endvma = vma->vm_end;
658         unsigned long flags = qp->flags;
659
660         /* range check first */
661         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
662
663         if (!qp->first) {
664                 qp->first = vma;
665                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
666                         (qp->start < vma->vm_start))
667                         /* hole at head side of range */
668                         return -EFAULT;
669         }
670         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
671                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
672                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
673                 /* hole at middle or tail of range */
674                 return -EFAULT;
675
676         /*
677          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
678          * regardless of vma_migratable
679          */
680         if (!vma_migratable(vma) &&
681             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
682                 return 1;
683
684         if (endvma > end)
685                 endvma = end;
686
687         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
688                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
689                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
690                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
691                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
692                 return 1;
693         }
694
695         /* queue pages from current vma */
696         if (flags & MPOL_MF_VALID)
697                 return 0;
698         return 1;
699 }
700
701 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
702         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
703         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
704         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
705 };
706
707 /*
708  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
709  *
710  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
711  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
712  * passed via @private.
713  *
714  * queue_pages_range() has three possible return values:
715  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
716  *     specified.
717  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
718  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
719  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
720  *         your accessible address space (-EFAULT)
721  */
722 static int
723 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
724                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
725                 struct list_head *pagelist)
726 {
727         int err;
728         struct queue_pages qp = {
729                 .pagelist = pagelist,
730                 .flags = flags,
731                 .nmask = nodes,
732                 .start = start,
733                 .end = end,
734                 .first = NULL,
735         };
736
737         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
738
739         if (!qp.first)
740                 /* whole range in hole */
741                 err = -EFAULT;
742
743         return err;
744 }
745
746 /*
747  * Apply policy to a single VMA
748  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
749  */
750 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
751                                                 struct mempolicy *pol)
752 {
753         int err;
754         struct mempolicy *old;
755         struct mempolicy *new;
756
757         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
758                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
759                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
760                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
761
762         new = mpol_dup(pol);
763         if (IS_ERR(new))
764                 return PTR_ERR(new);
765
766         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
767                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
768                 if (err)
769                         goto err_out;
770         }
771
772         old = vma->vm_policy;
773         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
774         mpol_put(old);
775
776         return 0;
777  err_out:
778         mpol_put(new);
779         return err;
780 }
781
782 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
783 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
784                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
785 {
786         struct vm_area_struct *next;
787         struct vm_area_struct *prev;
788         struct vm_area_struct *vma;
789         int err = 0;
790         pgoff_t pgoff;
791         unsigned long vmstart;
792         unsigned long vmend;
793
794         vma = find_vma(mm, start);
795         VM_BUG_ON(!vma);
796
797         prev = vma->vm_prev;
798         if (start > vma->vm_start)
799                 prev = vma;
800
801         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
802                 next = vma->vm_next;
803                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
804                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
805
806                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
807                         continue;
808
809                 pgoff = vma->vm_pgoff +
810                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
811                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
812                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
813                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
814                                  vma_anon_name(vma));
815                 if (prev) {
816                         vma = prev;
817                         next = vma->vm_next;
818                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
819                                 continue;
820                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
821                         goto replace;
822                 }
823                 if (vma->vm_start != vmstart) {
824                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
825                         if (err)
826                                 goto out;
827                 }
828                 if (vma->vm_end != vmend) {
829                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
830                         if (err)
831                                 goto out;
832                 }
833  replace:
834                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
835                 if (err)
836                         goto out;
837         }
838
839  out:
840         return err;
841 }
842
843 /* Set the process memory policy */
844 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
845                              nodemask_t *nodes)
846 {
847         struct mempolicy *new, *old;
848         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
849         int ret;
850
851         if (!scratch)
852                 return -ENOMEM;
853
854         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
855         if (IS_ERR(new)) {
856                 ret = PTR_ERR(new);
857                 goto out;
858         }
859
860         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
861         if (ret) {
862                 mpol_put(new);
863                 goto out;
864         }
865         task_lock(current);
866         old = current->mempolicy;
867         current->mempolicy = new;
868         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
869                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
870         task_unlock(current);
871         mpol_put(old);
872         ret = 0;
873 out:
874         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
875         return ret;
876 }
877
878 /*
879  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
880  *
881  * Called with task's alloc_lock held
882  */
883 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
884 {
885         nodes_clear(*nodes);
886         if (p == &default_policy)
887                 return;
888
889         switch (p->mode) {
890         case MPOL_BIND:
891         case MPOL_INTERLEAVE:
892         case MPOL_PREFERRED:
893         case MPOL_PREFERRED_MANY:
894                 *nodes = p->nodes;
895                 break;
896         case MPOL_LOCAL:
897                 /* return empty node mask for local allocation */
898                 break;
899         default:
900                 BUG();
901         }
902 }
903
904 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
905 {
906         struct page *p = NULL;
907         int err;
908
909         int locked = 1;
910         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
911         if (err > 0) {
912                 err = page_to_nid(p);
913                 put_page(p);
914         }
915         if (locked)
916                 mmap_read_unlock(mm);
917         return err;
918 }
919
920 /* Retrieve NUMA policy */
921 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
922                              unsigned long addr, unsigned long flags)
923 {
924         int err;
925         struct mm_struct *mm = current->mm;
926         struct vm_area_struct *vma = NULL;
927         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
928
929         if (flags &
930                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
931                 return -EINVAL;
932
933         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
934                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
935                         return -EINVAL;
936                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
937                 task_lock(current);
938                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
939                 task_unlock(current);
940                 return 0;
941         }
942
943         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
944                 /*
945                  * Do NOT fall back to task policy if the
946                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
947                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
948                  */
949                 mmap_read_lock(mm);
950                 vma = vma_lookup(mm, addr);
951                 if (!vma) {
952                         mmap_read_unlock(mm);
953                         return -EFAULT;
954                 }
955                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
956                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
957                 else
958                         pol = vma->vm_policy;
959         } else if (addr)
960                 return -EINVAL;
961
962         if (!pol)
963                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
964
965         if (flags & MPOL_F_NODE) {
966                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
967                         /*
968                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
969                          * will drop the mmap_lock, so after calling
970                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
971                          * is stale.
972                          */
973                         pol_refcount = pol;
974                         vma = NULL;
975                         mpol_get(pol);
976                         err = lookup_node(mm, addr);
977                         if (err < 0)
978                                 goto out;
979                         *policy = err;
980                 } else if (pol == current->mempolicy &&
981                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
982                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
983                 } else {
984                         err = -EINVAL;
985                         goto out;
986                 }
987         } else {
988                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
989                                                 pol->mode;
990                 /*
991                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
992                  * the policy to userspace.
993                  */
994                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
995         }
996
997         err = 0;
998         if (nmask) {
999                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1000                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1001                 } else {
1002                         task_lock(current);
1003                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1004                         task_unlock(current);
1005                 }
1006         }
1007
1008  out:
1009         mpol_cond_put(pol);
1010         if (vma)
1011                 mmap_read_unlock(mm);
1012         if (pol_refcount)
1013                 mpol_put(pol_refcount);
1014         return err;
1015 }
1016
1017 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1018 /*
1019  * page migration, thp tail pages can be passed.
1020  */
1021 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1022                                 unsigned long flags)
1023 {
1024         struct page *head = compound_head(page);
1025         /*
1026          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1027          */
1028         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1029                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1030                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1031                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1032                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1033                                 thp_nr_pages(head));
1034                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1035                         /*
1036                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1037                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1038                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1039                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1040                          * should return -EIO for this case too.
1041                          */
1042                         return -EIO;
1043                 }
1044         }
1045
1046         return 0;
1047 }
1048
1049 /*
1050  * Migrate pages from one node to a target node.
1051  * Returns error or the number of pages not migrated.
1052  */
1053 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1054                            int flags)
1055 {
1056         nodemask_t nmask;
1057         LIST_HEAD(pagelist);
1058         int err = 0;
1059         struct migration_target_control mtc = {
1060                 .nid = dest,
1061                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1062         };
1063
1064         nodes_clear(nmask);
1065         node_set(source, nmask);
1066
1067         /*
1068          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1069          * need migration.  Between passing in the full user address
1070          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1071          */
1072         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1073         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1074                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1075
1076         if (!list_empty(&pagelist)) {
1077                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1078                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1079                 if (err)
1080                         putback_movable_pages(&pagelist);
1081         }
1082
1083         return err;
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1088  * layout as much as possible.
1089  *
1090  * Returns the number of page that could not be moved.
1091  */
1092 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1093                      const nodemask_t *to, int flags)
1094 {
1095         int busy = 0;
1096         int err = 0;
1097         nodemask_t tmp;
1098
1099         lru_cache_disable();
1100
1101         mmap_read_lock(mm);
1102
1103         /*
1104          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1105          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1106          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1107          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1108          *
1109          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1110          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1111          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1112          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1113          *
1114          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1115          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1116          * (nothing left to migrate).
1117          *
1118          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1119          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1120          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1121          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1122          * before migrating outgoing memory source that same node.
1123          *
1124          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1125          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1126          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1127          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1128          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1129          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1130          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1131          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1132          */
1133
1134         tmp = *from;
1135         while (!nodes_empty(tmp)) {
1136                 int s, d;
1137                 int source = NUMA_NO_NODE;
1138                 int dest = 0;
1139
1140                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1141
1142                         /*
1143                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1144                          * node relationship of the pages established between
1145                          * threads and memory areas.
1146                          *
1147                          * However if the number of source nodes is not equal to
1148                          * the number of destination nodes we can not preserve
1149                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1150                          * copying memory from a node that is in the destination
1151                          * mask.
1152                          *
1153                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1154                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1155                          */
1156
1157                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1158                                                 (node_isset(s, *to)))
1159                                 continue;
1160
1161                         d = node_remap(s, *from, *to);
1162                         if (s == d)
1163                                 continue;
1164
1165                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1166                         dest = d;
1167
1168                         /* dest not in remaining from nodes? */
1169                         if (!node_isset(dest, tmp))
1170                                 break;
1171                 }
1172                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1173                         break;
1174
1175                 node_clear(source, tmp);
1176                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1177                 if (err > 0)
1178                         busy += err;
1179                 if (err < 0)
1180                         break;
1181         }
1182         mmap_read_unlock(mm);
1183
1184         lru_cache_enable();
1185         if (err < 0)
1186                 return err;
1187         return busy;
1188
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1193  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1194  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1195  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1196  * is in virtual address order.
1197  */
1198 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1199 {
1200         struct vm_area_struct *vma;
1201         unsigned long address;
1202
1203         vma = find_vma(current->mm, start);
1204         while (vma) {
1205                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1206                 if (address != -EFAULT)
1207                         break;
1208                 vma = vma->vm_next;
1209         }
1210
1211         if (PageHuge(page)) {
1212                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1213                                 vma, address);
1214         } else if (PageTransHuge(page)) {
1215                 struct page *thp;
1216
1217                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1218                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1219                 if (!thp)
1220                         return NULL;
1221                 prep_transhuge_page(thp);
1222                 return thp;
1223         }
1224         /*
1225          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1226          */
1227         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1228                         vma, address);
1229 }
1230 #else
1231
1232 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1233                                 unsigned long flags)
1234 {
1235         return -EIO;
1236 }
1237
1238 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1239                      const nodemask_t *to, int flags)
1240 {
1241         return -ENOSYS;
1242 }
1243
1244 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1245 {
1246         return NULL;
1247 }
1248 #endif
1249
1250 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1251                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1252                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1253 {
1254         struct mm_struct *mm = current->mm;
1255         struct mempolicy *new;
1256         unsigned long end;
1257         int err;
1258         int ret;
1259         LIST_HEAD(pagelist);
1260
1261         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1262                 return -EINVAL;
1263         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1264                 return -EPERM;
1265
1266         if (start & ~PAGE_MASK)
1267                 return -EINVAL;
1268
1269         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1270                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1271
1272         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1273         end = start + len;
1274
1275         if (end < start)
1276                 return -EINVAL;
1277         if (end == start)
1278                 return 0;
1279
1280         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1281         if (IS_ERR(new))
1282                 return PTR_ERR(new);
1283
1284         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1285                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1286
1287         /*
1288          * If we are using the default policy then operation
1289          * on discontinuous address spaces is okay after all
1290          */
1291         if (!new)
1292                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1293
1294         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1295                  start, start + len, mode, mode_flags,
1296                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1297
1298         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1299
1300                 lru_cache_disable();
1301         }
1302         {
1303                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1304                 if (scratch) {
1305                         mmap_write_lock(mm);
1306                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1307                         if (err)
1308                                 mmap_write_unlock(mm);
1309                 } else
1310                         err = -ENOMEM;
1311                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1312         }
1313         if (err)
1314                 goto mpol_out;
1315
1316         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1317                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1318
1319         if (ret < 0) {
1320                 err = ret;
1321                 goto up_out;
1322         }
1323
1324         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1325
1326         if (!err) {
1327                 int nr_failed = 0;
1328
1329                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1330                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1331                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1332                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1333                         if (nr_failed)
1334                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1335                 }
1336
1337                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1338                         err = -EIO;
1339         } else {
1340 up_out:
1341                 if (!list_empty(&pagelist))
1342                         putback_movable_pages(&pagelist);
1343         }
1344
1345         mmap_write_unlock(mm);
1346 mpol_out:
1347         mpol_put(new);
1348         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1349                 lru_cache_enable();
1350         return err;
1351 }
1352
1353 /*
1354  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1355  */
1356 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1357                       unsigned long maxnode)
1358 {
1359         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1360         int ret;
1361
1362         if (in_compat_syscall())
1363                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1364                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1365                                         maxnode);
1366         else
1367                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1368                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1369
1370         if (ret)
1371                 return -EFAULT;
1372
1373         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1374                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1375
1376         return 0;
1377 }
1378
1379 /* Copy a node mask from user space. */
1380 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1381                      unsigned long maxnode)
1382 {
1383         --maxnode;
1384         nodes_clear(*nodes);
1385         if (maxnode == 0 || !nmask)
1386                 return 0;
1387         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1388                 return -EINVAL;
1389
1390         /*
1391          * When the user specified more nodes than supported just check
1392          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1393          * starting at the end.
1394          */
1395         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1396                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1397                 unsigned long t;
1398
1399                 if (get_bitmap(&t, &nmask[maxnode / BITS_PER_LONG], bits))
1400                         return -EFAULT;
1401
1402                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1403                         maxnode -= bits;
1404                 } else {
1405                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1406                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1407                 }
1408                 if (t)
1409                         return -EINVAL;
1410         }
1411
1412         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1413 }
1414
1415 /* Copy a kernel node mask to user space */
1416 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1417                               nodemask_t *nodes)
1418 {
1419         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1420         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1421         bool compat = in_compat_syscall();
1422
1423         if (compat)
1424                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1425
1426         if (copy > nbytes) {
1427                 if (copy > PAGE_SIZE)
1428                         return -EINVAL;
1429                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1430                         return -EFAULT;
1431                 copy = nbytes;
1432                 maxnode = nr_node_ids;
1433         }
1434
1435         if (compat)
1436                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1437                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1438
1439         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1440 }
1441
1442 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1443 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1444 {
1445         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1446         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1447
1448         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1449                 return -EINVAL;
1450         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1451                 return -EINVAL;
1452         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1453                 if (*mode != MPOL_BIND)
1454                         return -EINVAL;
1455                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1456         }
1457         return 0;
1458 }
1459
1460 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1461                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1462                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1463 {
1464         unsigned short mode_flags;
1465         nodemask_t nodes;
1466         int lmode = mode;
1467         int err;
1468
1469         start = untagged_addr(start);
1470         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1471         if (err)
1472                 return err;
1473
1474         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1475         if (err)
1476                 return err;
1477
1478         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1479 }
1480
1481 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1482                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1483                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1484 {
1485         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1486 }
1487
1488 /* Set the process memory policy */
1489 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1490                                  unsigned long maxnode)
1491 {
1492         unsigned short mode_flags;
1493         nodemask_t nodes;
1494         int lmode = mode;
1495         int err;
1496
1497         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1498         if (err)
1499                 return err;
1500
1501         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1502         if (err)
1503                 return err;
1504
1505         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1506 }
1507
1508 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1509                 unsigned long, maxnode)
1510 {
1511         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1512 }
1513
1514 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1515                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1516                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1517 {
1518         struct mm_struct *mm = NULL;
1519         struct task_struct *task;
1520         nodemask_t task_nodes;
1521         int err;
1522         nodemask_t *old;
1523         nodemask_t *new;
1524         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1525
1526         if (!scratch)
1527                 return -ENOMEM;
1528
1529         old = &scratch->mask1;
1530         new = &scratch->mask2;
1531
1532         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1533         if (err)
1534                 goto out;
1535
1536         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1537         if (err)
1538                 goto out;
1539
1540         /* Find the mm_struct */
1541         rcu_read_lock();
1542         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1543         if (!task) {
1544                 rcu_read_unlock();
1545                 err = -ESRCH;
1546                 goto out;
1547         }
1548         get_task_struct(task);
1549
1550         err = -EINVAL;
1551
1552         /*
1553          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1554          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1555          */
1556         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1557                 rcu_read_unlock();
1558                 err = -EPERM;
1559                 goto out_put;
1560         }
1561         rcu_read_unlock();
1562
1563         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1564         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1565         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1566                 err = -EPERM;
1567                 goto out_put;
1568         }
1569
1570         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1571         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1572         if (nodes_empty(*new))
1573                 goto out_put;
1574
1575         err = security_task_movememory(task);
1576         if (err)
1577                 goto out_put;
1578
1579         mm = get_task_mm(task);
1580         put_task_struct(task);
1581
1582         if (!mm) {
1583                 err = -EINVAL;
1584                 goto out;
1585         }
1586
1587         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1588                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1589
1590         mmput(mm);
1591 out:
1592         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1593
1594         return err;
1595
1596 out_put:
1597         put_task_struct(task);
1598         goto out;
1599
1600 }
1601
1602 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1603                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1604                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1605 {
1606         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1607 }
1608
1609
1610 /* Retrieve NUMA policy */
1611 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1612                                 unsigned long __user *nmask,
1613                                 unsigned long maxnode,
1614                                 unsigned long addr,
1615                                 unsigned long flags)
1616 {
1617         int err;
1618         int pval;
1619         nodemask_t nodes;
1620
1621         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1622                 return -EINVAL;
1623
1624         addr = untagged_addr(addr);
1625
1626         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1627
1628         if (err)
1629                 return err;
1630
1631         if (policy && put_user(pval, policy))
1632                 return -EFAULT;
1633
1634         if (nmask)
1635                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1636
1637         return err;
1638 }
1639
1640 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1641                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1642                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1643 {
1644         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1645 }
1646
1647 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1648 {
1649         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1650                 return false;
1651
1652         /*
1653          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1654          * incurring periodic faults.
1655          */
1656         if (vma_is_dax(vma))
1657                 return false;
1658
1659         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1660                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1661                 return false;
1662
1663         /*
1664          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1665          * do so then migration (at least from node to node) is not
1666          * possible.
1667          */
1668         if (vma->vm_file &&
1669                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1670                         < policy_zone)
1671                 return false;
1672         return true;
1673 }
1674
1675 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1676                                                 unsigned long addr)
1677 {
1678         struct mempolicy *pol = NULL;
1679
1680         if (vma) {
1681                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1682                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1683                 } else if (vma->vm_policy) {
1684                         pol = vma->vm_policy;
1685
1686                         /*
1687                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1688                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1689                          * count on these policies which will be dropped by
1690                          * mpol_cond_put() later
1691                          */
1692                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1693                                 mpol_get(pol);
1694                 }
1695         }
1696
1697         return pol;
1698 }
1699
1700 /*
1701  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1702  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1703  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1704  *
1705  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1706  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1707  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1708  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1709  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1710  * extra reference for shared policies.
1711  */
1712 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1713                                                 unsigned long addr)
1714 {
1715         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1716
1717         if (!pol)
1718                 pol = get_task_policy(current);
1719
1720         return pol;
1721 }
1722
1723 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1724 {
1725         struct mempolicy *pol;
1726
1727         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1728                 bool ret = false;
1729
1730                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1731                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1732                         ret = true;
1733                 mpol_cond_put(pol);
1734
1735                 return ret;
1736         }
1737
1738         pol = vma->vm_policy;
1739         if (!pol)
1740                 pol = get_task_policy(current);
1741
1742         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1743 }
1744
1745 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1746 {
1747         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1748
1749         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1750
1751         /*
1752          * if policy->nodes has movable memory only,
1753          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1754          *
1755          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1756          * so if the following test fails, it implies
1757          * policy->nodes has movable memory only.
1758          */
1759         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1760                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1761
1762         return zone >= dynamic_policy_zone;
1763 }
1764
1765 /*
1766  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1767  * page allocation
1768  */
1769 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1770 {
1771         int mode = policy->mode;
1772
1773         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1774         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1775                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1776                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1777                 return &policy->nodes;
1778
1779         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1780                 return &policy->nodes;
1781
1782         return NULL;
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1787  * the given id for all other policies.
1788  *
1789  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1790  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1791  */
1792 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1793 {
1794         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1795                 nd = first_node(policy->nodes);
1796         } else {
1797                 /*
1798                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1799                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1800                  * requested node and not break the policy.
1801                  */
1802                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1803         }
1804
1805         return nd;
1806 }
1807
1808 /* Do dynamic interleaving for a process */
1809 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1810 {
1811         unsigned next;
1812         struct task_struct *me = current;
1813
1814         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1815         if (next < MAX_NUMNODES)
1816                 me->il_prev = next;
1817         return next;
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1822  * next slab entry.
1823  */
1824 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1825 {
1826         struct mempolicy *policy;
1827         int node = numa_mem_id();
1828
1829         if (!in_task())
1830                 return node;
1831
1832         policy = current->mempolicy;
1833         if (!policy)
1834                 return node;
1835
1836         switch (policy->mode) {
1837         case MPOL_PREFERRED:
1838                 return first_node(policy->nodes);
1839
1840         case MPOL_INTERLEAVE:
1841                 return interleave_nodes(policy);
1842
1843         case MPOL_BIND:
1844         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1845         {
1846                 struct zoneref *z;
1847
1848                 /*
1849                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1850                  * first node.
1851                  */
1852                 struct zonelist *zonelist;
1853                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1854                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1855                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1856                                                         &policy->nodes);
1857                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1858         }
1859         case MPOL_LOCAL:
1860                 return node;
1861
1862         default:
1863                 BUG();
1864         }
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1869  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1870  * number of present nodes.
1871  */
1872 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1873 {
1874         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1875         unsigned int target, nnodes;
1876         int i;
1877         int nid;
1878         /*
1879          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1880          * the stack so that it will stop changing under the code.
1881          *
1882          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1883          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1884          */
1885         barrier();
1886
1887         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1888         if (!nnodes)
1889                 return numa_node_id();
1890         target = (unsigned int)n % nnodes;
1891         nid = first_node(nodemask);
1892         for (i = 0; i < target; i++)
1893                 nid = next_node(nid, nodemask);
1894         return nid;
1895 }
1896
1897 /* Determine a node number for interleave */
1898 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1899                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1900 {
1901         if (vma) {
1902                 unsigned long off;
1903
1904                 /*
1905                  * for small pages, there is no difference between
1906                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1907                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1908                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1909                  * a useful offset.
1910                  */
1911                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1912                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1913                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1914                 return offset_il_node(pol, off);
1915         } else
1916                 return interleave_nodes(pol);
1917 }
1918
1919 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1920 /*
1921  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1922  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1923  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1924  * @gfp_flags: for requested zone
1925  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1926  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
1927  *
1928  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1929  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1930  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
1931  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
1932  *
1933  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1934  */
1935 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1936                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1937 {
1938         int nid;
1939         int mode;
1940
1941         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1942         *nodemask = NULL;
1943         mode = (*mpol)->mode;
1944
1945         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1946                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1947                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1948         } else {
1949                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1950                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1951                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
1952         }
1953         return nid;
1954 }
1955
1956 /*
1957  * init_nodemask_of_mempolicy
1958  *
1959  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1960  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1961  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1962  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1963  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1964  * of non-default mempolicy.
1965  *
1966  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1967  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1968  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1969  *
1970  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1971  */
1972 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1973 {
1974         struct mempolicy *mempolicy;
1975
1976         if (!(mask && current->mempolicy))
1977                 return false;
1978
1979         task_lock(current);
1980         mempolicy = current->mempolicy;
1981         switch (mempolicy->mode) {
1982         case MPOL_PREFERRED:
1983         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1984         case MPOL_BIND:
1985         case MPOL_INTERLEAVE:
1986                 *mask = mempolicy->nodes;
1987                 break;
1988
1989         case MPOL_LOCAL:
1990                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
1991                 break;
1992
1993         default:
1994                 BUG();
1995         }
1996         task_unlock(current);
1997
1998         return true;
1999 }
2000 #endif
2001
2002 /*
2003  * mempolicy_in_oom_domain
2004  *
2005  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2006  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2007  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2008  * memory allocated from all nodes in system.
2009  *
2010  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2011  */
2012 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2013                                         const nodemask_t *mask)
2014 {
2015         struct mempolicy *mempolicy;
2016         bool ret = true;
2017
2018         if (!mask)
2019                 return ret;
2020
2021         task_lock(tsk);
2022         mempolicy = tsk->mempolicy;
2023         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2024                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2025         task_unlock(tsk);
2026
2027         return ret;
2028 }
2029
2030 /* Allocate a page in interleaved policy.
2031    Own path because it needs to do special accounting. */
2032 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2033                                         unsigned nid)
2034 {
2035         struct page *page;
2036
2037         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2038         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2039         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2040                 return page;
2041         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2042                 preempt_disable();
2043                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2044                 preempt_enable();
2045         }
2046         return page;
2047 }
2048
2049 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2050                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2051 {
2052         struct page *page;
2053         gfp_t preferred_gfp;
2054
2055         /*
2056          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2057          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2058          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2059          * nodes in system.
2060          */
2061         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2062         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2063         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2064         if (!page)
2065                 page = __alloc_pages(gfp, order, numa_node_id(), NULL);
2066
2067         return page;
2068 }
2069
2070 /**
2071  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2072  * @gfp: GFP flags.
2073  * @order: Order of the GFP allocation.
2074  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2075  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2076  * @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2077  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2078  *
2079  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2080  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2081  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2082  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2083  *
2084  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2085  */
2086 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2087                 unsigned long addr, bool hugepage)
2088 {
2089         struct mempolicy *pol;
2090         int node = numa_node_id();
2091         struct page *page;
2092         int preferred_nid;
2093         nodemask_t *nmask;
2094
2095         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2096
2097         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2098                 unsigned nid;
2099
2100                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2101                 mpol_cond_put(pol);
2102                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2103                 goto out;
2104         }
2105
2106         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2107                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2108                 mpol_cond_put(pol);
2109                 goto out;
2110         }
2111
2112         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2113                 int hpage_node = node;
2114
2115                 /*
2116                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2117                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2118                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2119                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2120                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2121                  *
2122                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2123                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2124                  */
2125                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2126                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2127
2128                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2129                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2130                         mpol_cond_put(pol);
2131                         /*
2132                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2133                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2134                          */
2135                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2136                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2137
2138                         /*
2139                          * If hugepage allocations are configured to always
2140                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2141                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2142                          * memory with both reclaim and compact as well.
2143                          */
2144                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2145                                 page = __alloc_pages(gfp, order, hpage_node, nmask);
2146
2147                         goto out;
2148                 }
2149         }
2150
2151         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2152         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2153         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2154         mpol_cond_put(pol);
2155 out:
2156         return page;
2157 }
2158 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2159
2160 /**
2161  * alloc_pages - Allocate pages.
2162  * @gfp: GFP flags.
2163  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2164  *
2165  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2166  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2167  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2168  * process is honoured when in process context.
2169  *
2170  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2171  * flags are used.
2172  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2173  */
2174 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2175 {
2176         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2177         struct page *page;
2178
2179         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2180                 pol = get_task_policy(current);
2181
2182         /*
2183          * No reference counting needed for current->mempolicy
2184          * nor system default_policy
2185          */
2186         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2187                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2188         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2189                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2190                                 numa_node_id(), pol);
2191         else
2192                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2193                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2194                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2195
2196         return page;
2197 }
2198 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2199
2200 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2201 {
2202         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2203
2204         if (page && order > 1)
2205                 prep_transhuge_page(page);
2206         return (struct folio *)page;
2207 }
2208 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2209
2210 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2211                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2212                 struct page **page_array)
2213 {
2214         int nodes;
2215         unsigned long nr_pages_per_node;
2216         int delta;
2217         int i;
2218         unsigned long nr_allocated;
2219         unsigned long total_allocated = 0;
2220
2221         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2222         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2223         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2224
2225         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2226                 if (delta) {
2227                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2228                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2229                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2230                                         page_array);
2231                         delta--;
2232                 } else {
2233                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2234                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2235                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2236                 }
2237
2238                 page_array += nr_allocated;
2239                 total_allocated += nr_allocated;
2240         }
2241
2242         return total_allocated;
2243 }
2244
2245 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2246                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2247                 struct page **page_array)
2248 {
2249         gfp_t preferred_gfp;
2250         unsigned long nr_allocated = 0;
2251
2252         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2253         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2254
2255         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2256                                            nr_pages, NULL, page_array);
2257
2258         if (nr_allocated < nr_pages)
2259                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2260                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2261                                 page_array + nr_allocated);
2262         return nr_allocated;
2263 }
2264
2265 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2266  * same time in some situation such as vmalloc.
2267  *
2268  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2269  * allocate memory.
2270  */
2271 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2272                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2273 {
2274         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2275
2276         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2277                 pol = get_task_policy(current);
2278
2279         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2280                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2281                                                          nr_pages, page_array);
2282
2283         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2284                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2285                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2286
2287         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2288                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2289                                   page_array);
2290 }
2291
2292 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2293 {
2294         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2295
2296         if (IS_ERR(pol))
2297                 return PTR_ERR(pol);
2298         dst->vm_policy = pol;
2299         return 0;
2300 }
2301
2302 /*
2303  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2304  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2305  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2306  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2307  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2308  *
2309  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2310  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2311  */
2312
2313 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2314 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2315 {
2316         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2317
2318         if (!new)
2319                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2320
2321         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2322         if (old == current->mempolicy) {
2323                 task_lock(current);
2324                 *new = *old;
2325                 task_unlock(current);
2326         } else
2327                 *new = *old;
2328
2329         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2330                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2331                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2332         }
2333         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2334         return new;
2335 }
2336
2337 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2338 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2339 {
2340         if (!a || !b)
2341                 return false;
2342         if (a->mode != b->mode)
2343                 return false;
2344         if (a->flags != b->flags)
2345                 return false;
2346         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2347                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2348                         return false;
2349
2350         switch (a->mode) {
2351         case MPOL_BIND:
2352         case MPOL_INTERLEAVE:
2353         case MPOL_PREFERRED:
2354         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2355                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2356         case MPOL_LOCAL:
2357                 return true;
2358         default:
2359                 BUG();
2360                 return false;
2361         }
2362 }
2363
2364 /*
2365  * Shared memory backing store policy support.
2366  *
2367  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2368  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2369  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2370  * for any accesses to the tree.
2371  */
2372
2373 /*
2374  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2375  * reading or for writing
2376  */
2377 static struct sp_node *
2378 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2379 {
2380         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2381
2382         while (n) {
2383                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2384
2385                 if (start >= p->end)
2386                         n = n->rb_right;
2387                 else if (end <= p->start)
2388                         n = n->rb_left;
2389                 else
2390                         break;
2391         }
2392         if (!n)
2393                 return NULL;
2394         for (;;) {
2395                 struct sp_node *w = NULL;
2396                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2397                 if (!prev)
2398                         break;
2399                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2400                 if (w->end <= start)
2401                         break;
2402                 n = prev;
2403         }
2404         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2409  * writing.
2410  */
2411 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2412 {
2413         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2414         struct rb_node *parent = NULL;
2415         struct sp_node *nd;
2416
2417         while (*p) {
2418                 parent = *p;
2419                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2420                 if (new->start < nd->start)
2421                         p = &(*p)->rb_left;
2422                 else if (new->end > nd->end)
2423                         p = &(*p)->rb_right;
2424                 else
2425                         BUG();
2426         }
2427         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2428         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2429         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2430                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2431 }
2432
2433 /* Find shared policy intersecting idx */
2434 struct mempolicy *
2435 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2436 {
2437         struct mempolicy *pol = NULL;
2438         struct sp_node *sn;
2439
2440         if (!sp->root.rb_node)
2441                 return NULL;
2442         read_lock(&sp->lock);
2443         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2444         if (sn) {
2445                 mpol_get(sn->policy);
2446                 pol = sn->policy;
2447         }
2448         read_unlock(&sp->lock);
2449         return pol;
2450 }
2451
2452 static void sp_free(struct sp_node *n)
2453 {
2454         mpol_put(n->policy);
2455         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2456 }
2457
2458 /**
2459  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2460  *
2461  * @page: page to be checked
2462  * @vma: vm area where page mapped
2463  * @addr: virtual address where page mapped
2464  *
2465  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2466  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2467  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2468  *
2469  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2470  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2471  */
2472 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2473 {
2474         struct mempolicy *pol;
2475         struct zoneref *z;
2476         int curnid = page_to_nid(page);
2477         unsigned long pgoff;
2478         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2479         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2480         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2481         int ret = NUMA_NO_NODE;
2482
2483         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2484         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2485                 goto out;
2486
2487         switch (pol->mode) {
2488         case MPOL_INTERLEAVE:
2489                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2490                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2491                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2492                 break;
2493
2494         case MPOL_PREFERRED:
2495                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2496                         goto out;
2497                 polnid = first_node(pol->nodes);
2498                 break;
2499
2500         case MPOL_LOCAL:
2501                 polnid = numa_node_id();
2502                 break;
2503
2504         case MPOL_BIND:
2505                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2506                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2507                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2508                                 break;
2509                         goto out;
2510                 }
2511                 fallthrough;
2512
2513         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2514                 /*
2515                  * use current page if in policy nodemask,
2516                  * else select nearest allowed node, if any.
2517                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2518                  */
2519                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2520                         goto out;
2521                 z = first_zones_zonelist(
2522                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2523                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2524                                 &pol->nodes);
2525                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2526                 break;
2527
2528         default:
2529                 BUG();
2530         }
2531
2532         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2533         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2534                 polnid = thisnid;
2535
2536                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2537                         goto out;
2538         }
2539
2540         if (curnid != polnid)
2541                 ret = polnid;
2542 out:
2543         mpol_cond_put(pol);
2544
2545         return ret;
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2550  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2551  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2552  * policy.
2553  */
2554 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2555 {
2556         struct mempolicy *pol;
2557
2558         task_lock(task);
2559         pol = task->mempolicy;
2560         task->mempolicy = NULL;
2561         task_unlock(task);
2562         mpol_put(pol);
2563 }
2564
2565 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2566 {
2567         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2568         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2569         sp_free(n);
2570 }
2571
2572 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2573                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2574 {
2575         node->start = start;
2576         node->end = end;
2577         node->policy = pol;
2578 }
2579
2580 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2581                                 struct mempolicy *pol)
2582 {
2583         struct sp_node *n;
2584         struct mempolicy *newpol;
2585
2586         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2587         if (!n)
2588                 return NULL;
2589
2590         newpol = mpol_dup(pol);
2591         if (IS_ERR(newpol)) {
2592                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2593                 return NULL;
2594         }
2595         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2596         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2597
2598         return n;
2599 }
2600
2601 /* Replace a policy range. */
2602 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2603                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2604 {
2605         struct sp_node *n;
2606         struct sp_node *n_new = NULL;
2607         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2608         int ret = 0;
2609
2610 restart:
2611         write_lock(&sp->lock);
2612         n = sp_lookup(sp, start, end);
2613         /* Take care of old policies in the same range. */
2614         while (n && n->start < end) {
2615                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2616                 if (n->start >= start) {
2617                         if (n->end <= end)
2618                                 sp_delete(sp, n);
2619                         else
2620                                 n->start = end;
2621                 } else {
2622                         /* Old policy spanning whole new range. */
2623                         if (n->end > end) {
2624                                 if (!n_new)
2625                                         goto alloc_new;
2626
2627                                 *mpol_new = *n->policy;
2628                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2629                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2630                                 n->end = start;
2631                                 sp_insert(sp, n_new);
2632                                 n_new = NULL;
2633                                 mpol_new = NULL;
2634                                 break;
2635                         } else
2636                                 n->end = start;
2637                 }
2638                 if (!next)
2639                         break;
2640                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2641         }
2642         if (new)
2643                 sp_insert(sp, new);
2644         write_unlock(&sp->lock);
2645         ret = 0;
2646
2647 err_out:
2648         if (mpol_new)
2649                 mpol_put(mpol_new);
2650         if (n_new)
2651                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2652
2653         return ret;
2654
2655 alloc_new:
2656         write_unlock(&sp->lock);
2657         ret = -ENOMEM;
2658         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2659         if (!n_new)
2660                 goto err_out;
2661         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2662         if (!mpol_new)
2663                 goto err_out;
2664         goto restart;
2665 }
2666
2667 /**
2668  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2669  * @sp: pointer to inode shared policy
2670  * @mpol:  struct mempolicy to install
2671  *
2672  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2673  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2674  * This must be released on exit.
2675  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2676  */
2677 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2678 {
2679         int ret;
2680
2681         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2682         rwlock_init(&sp->lock);
2683
2684         if (mpol) {
2685                 struct vm_area_struct pvma;
2686                 struct mempolicy *new;
2687                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2688
2689                 if (!scratch)
2690                         goto put_mpol;
2691                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2692                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2693                 if (IS_ERR(new))
2694                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2695
2696                 task_lock(current);
2697                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2698                 task_unlock(current);
2699                 if (ret)
2700                         goto put_new;
2701
2702                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2703                 vma_init(&pvma, NULL);
2704                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2705                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2706
2707 put_new:
2708                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2709 free_scratch:
2710                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2711 put_mpol:
2712                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2713         }
2714 }
2715
2716 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2717                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2718 {
2719         int err;
2720         struct sp_node *new = NULL;
2721         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2722
2723         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2724                  vma->vm_pgoff,
2725                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2726                  npol ? npol->flags : -1,
2727                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2728
2729         if (npol) {
2730                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2731                 if (!new)
2732                         return -ENOMEM;
2733         }
2734         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2735         if (err && new)
2736                 sp_free(new);
2737         return err;
2738 }
2739
2740 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2741 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2742 {
2743         struct sp_node *n;
2744         struct rb_node *next;
2745
2746         if (!p->root.rb_node)
2747                 return;
2748         write_lock(&p->lock);
2749         next = rb_first(&p->root);
2750         while (next) {
2751                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2752                 next = rb_next(&n->nd);
2753                 sp_delete(p, n);
2754         }
2755         write_unlock(&p->lock);
2756 }
2757
2758 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2759 static int __initdata numabalancing_override;
2760
2761 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2762 {
2763         bool numabalancing_default = false;
2764
2765         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2766                 numabalancing_default = true;
2767
2768         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2769         if (numabalancing_override)
2770                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2771
2772         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2773                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2774                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2775                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2776         }
2777 }
2778
2779 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2780 {
2781         int ret = 0;
2782         if (!str)
2783                 goto out;
2784
2785         if (!strcmp(str, "enable")) {
2786                 numabalancing_override = 1;
2787                 ret = 1;
2788         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2789                 numabalancing_override = -1;
2790                 ret = 1;
2791         }
2792 out:
2793         if (!ret)
2794                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2795
2796         return ret;
2797 }
2798 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2799 #else
2800 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2801 {
2802 }
2803 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2804
2805 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2806 void __init numa_policy_init(void)
2807 {
2808         nodemask_t interleave_nodes;
2809         unsigned long largest = 0;
2810         int nid, prefer = 0;
2811
2812         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2813                                          sizeof(struct mempolicy),
2814                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2815
2816         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2817                                      sizeof(struct sp_node),
2818                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2819
2820         for_each_node(nid) {
2821                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2822                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2823                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2824                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2825                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2826                 };
2827         }
2828
2829         /*
2830          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2831          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2832          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2833          */
2834         nodes_clear(interleave_nodes);
2835         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2836                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2837
2838                 /* Preserve the largest node */
2839                 if (largest < total_pages) {
2840                         largest = total_pages;
2841                         prefer = nid;
2842                 }
2843
2844                 /* Interleave this node? */
2845                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2846                         node_set(nid, interleave_nodes);
2847         }
2848
2849         /* All too small, use the largest */
2850         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2851                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2852
2853         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2854                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2855
2856         check_numabalancing_enable();
2857 }
2858
2859 /* Reset policy of current process to default */
2860 void numa_default_policy(void)
2861 {
2862         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2863 }
2864
2865 /*
2866  * Parse and format mempolicy from/to strings
2867  */
2868
2869 static const char * const policy_modes[] =
2870 {
2871         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2872         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2873         [MPOL_BIND]       = "bind",
2874         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2875         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2876         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2877 };
2878
2879
2880 #ifdef CONFIG_TMPFS
2881 /**
2882  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2883  * @str:  string containing mempolicy to parse
2884  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2885  *
2886  * Format of input:
2887  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2888  *
2889  * On success, returns 0, else 1
2890  */
2891 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2892 {
2893         struct mempolicy *new = NULL;
2894         unsigned short mode_flags;
2895         nodemask_t nodes;
2896         char *nodelist = strchr(str, ':');
2897         char *flags = strchr(str, '=');
2898         int err = 1, mode;
2899
2900         if (flags)
2901                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2902
2903         if (nodelist) {
2904                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2905                 *nodelist++ = '\0';
2906                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2907                         goto out;
2908                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2909                         goto out;
2910         } else
2911                 nodes_clear(nodes);
2912
2913         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2914         if (mode < 0)
2915                 goto out;
2916
2917         switch (mode) {
2918         case MPOL_PREFERRED:
2919                 /*
2920                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2921                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2922                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2923                  */
2924                 if (nodelist) {
2925                         char *rest = nodelist;
2926                         while (isdigit(*rest))
2927                                 rest++;
2928                         if (*rest)
2929                                 goto out;
2930                         if (nodes_empty(nodes))
2931                                 goto out;
2932                 }
2933                 break;
2934         case MPOL_INTERLEAVE:
2935                 /*
2936                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2937                  */
2938                 if (!nodelist)
2939                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2940                 break;
2941         case MPOL_LOCAL:
2942                 /*
2943                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2944                  */
2945                 if (nodelist)
2946                         goto out;
2947                 break;
2948         case MPOL_DEFAULT:
2949                 /*
2950                  * Insist on a empty nodelist
2951                  */
2952                 if (!nodelist)
2953                         err = 0;
2954                 goto out;
2955         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2956         case MPOL_BIND:
2957                 /*
2958                  * Insist on a nodelist
2959                  */
2960                 if (!nodelist)
2961                         goto out;
2962         }
2963
2964         mode_flags = 0;
2965         if (flags) {
2966                 /*
2967                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2968                  * mode flags.
2969                  */
2970                 if (!strcmp(flags, "static"))
2971                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2972                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2973                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2974                 else
2975                         goto out;
2976         }
2977
2978         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2979         if (IS_ERR(new))
2980                 goto out;
2981
2982         /*
2983          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2984          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2985          */
2986         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
2987                 new->nodes = nodes;
2988         } else if (nodelist) {
2989                 nodes_clear(new->nodes);
2990                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
2991         } else {
2992                 new->mode = MPOL_LOCAL;
2993         }
2994
2995         /*
2996          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2997          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2998          */
2999         new->w.user_nodemask = nodes;
3000
3001         err = 0;
3002
3003 out:
3004         /* Restore string for error message */
3005         if (nodelist)
3006                 *--nodelist = ':';
3007         if (flags)
3008                 *--flags = '=';
3009         if (!err)
3010                 *mpol = new;
3011         return err;
3012 }
3013 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3014
3015 /**
3016  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3017  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3018  * @maxlen:  length of @buffer
3019  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3020  *
3021  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3022  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3023  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3024  */
3025 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3026 {
3027         char *p = buffer;
3028         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3029         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3030         unsigned short flags = 0;
3031
3032         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3033                 mode = pol->mode;
3034                 flags = pol->flags;
3035         }
3036
3037         switch (mode) {
3038         case MPOL_DEFAULT:
3039         case MPOL_LOCAL:
3040                 break;
3041         case MPOL_PREFERRED:
3042         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3043         case MPOL_BIND:
3044         case MPOL_INTERLEAVE:
3045                 nodes = pol->nodes;
3046                 break;
3047         default:
3048                 WARN_ON_ONCE(1);
3049                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3050                 return;
3051         }
3052
3053         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3054
3055         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3056                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3057
3058                 /*
3059                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3060                  */
3061                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3062                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3063                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3064                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3065         }
3066
3067         if (!nodes_empty(nodes))
3068                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3069                                nodemask_pr_args(&nodes));
3070 }