Documentation/bpf: Use valid and new links in index.rst
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/pagewalk.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 /**
131  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
132  * @nid: Node id to start the search
133  *
134  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
135  */
136 int numa_map_to_online_node(int node)
137 {
138         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
139
140         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
141                 return node;
142
143         min_node = node;
144         for_each_online_node(n) {
145                 dist = node_distance(node, n);
146                 if (dist < min_dist) {
147                         min_dist = dist;
148                         min_node = n;
149                 }
150         }
151
152         return min_node;
153 }
154 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
155
156 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
157 {
158         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
159         int node;
160
161         if (pol)
162                 return pol;
163
164         node = numa_node_id();
165         if (node != NUMA_NO_NODE) {
166                 pol = &preferred_node_policy[node];
167                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
168                 if (pol->mode)
169                         return pol;
170         }
171
172         return &default_policy;
173 }
174
175 static const struct mempolicy_operations {
176         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
177         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
178 } mpol_ops[MPOL_MAX];
179
180 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
181 {
182         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
183 }
184
185 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
186                                    const nodemask_t *rel)
187 {
188         nodemask_t tmp;
189         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
190         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
191 }
192
193 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
194 {
195         if (nodes_empty(*nodes))
196                 return -EINVAL;
197         pol->v.nodes = *nodes;
198         return 0;
199 }
200
201 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
202 {
203         if (!nodes)
204                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
205         else if (nodes_empty(*nodes))
206                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
207         else
208                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
209         return 0;
210 }
211
212 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
213 {
214         if (nodes_empty(*nodes))
215                 return -EINVAL;
216         pol->v.nodes = *nodes;
217         return 0;
218 }
219
220 /*
221  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
222  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
223  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
224  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
225  *
226  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
227  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
228  */
229 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
230                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
231 {
232         int ret;
233
234         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
235         if (pol == NULL)
236                 return 0;
237         /* Check N_MEMORY */
238         nodes_and(nsc->mask1,
239                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
240
241         VM_BUG_ON(!nodes);
242         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
243                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
244         else {
245                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
246                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
247                 else
248                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
249
250                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
251                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
252                 else
253                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
254                                                 cpuset_current_mems_allowed;
255         }
256
257         if (nodes)
258                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
259         else
260                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
261         return ret;
262 }
263
264 /*
265  * This function just creates a new policy, does some check and simple
266  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
267  */
268 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
269                                   nodemask_t *nodes)
270 {
271         struct mempolicy *policy;
272
273         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
274                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
275
276         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
277                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
278                         return ERR_PTR(-EINVAL);
279                 return NULL;
280         }
281         VM_BUG_ON(!nodes);
282
283         /*
284          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
285          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
286          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
287          */
288         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
289                 if (nodes_empty(*nodes)) {
290                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
291                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
292                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
293                 }
294         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
295                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
296                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
297                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
298                         return ERR_PTR(-EINVAL);
299                 mode = MPOL_PREFERRED;
300         } else if (nodes_empty(*nodes))
301                 return ERR_PTR(-EINVAL);
302         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
303         if (!policy)
304                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
305         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
306         policy->mode = mode;
307         policy->flags = flags;
308
309         return policy;
310 }
311
312 /* Slow path of a mpol destructor. */
313 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
314 {
315         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
316                 return;
317         kmem_cache_free(policy_cache, p);
318 }
319
320 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
321 {
322 }
323
324 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
325 {
326         nodemask_t tmp;
327
328         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
329                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
330         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
331                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
332         else {
333                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
334                                                                 *nodes);
335                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
336         }
337
338         if (nodes_empty(tmp))
339                 tmp = *nodes;
340
341         pol->v.nodes = tmp;
342 }
343
344 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
345                                                 const nodemask_t *nodes)
346 {
347         nodemask_t tmp;
348
349         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
350                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
351
352                 if (node_isset(node, *nodes)) {
353                         pol->v.preferred_node = node;
354                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
355                 } else
356                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
357         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
358                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
359                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
360         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
361                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
362                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
363                                                    *nodes);
364                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
365         }
366 }
367
368 /*
369  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
370  *
371  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
372  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
373  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
374  */
375 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
376 {
377         if (!pol)
378                 return;
379         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
380             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
381                 return;
382
383         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
384 }
385
386 /*
387  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
388  * pointer, and updates task mempolicy.
389  *
390  * Called with task's alloc_lock held.
391  */
392
393 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
394 {
395         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
396 }
397
398 /*
399  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
400  *
401  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
402  */
403
404 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
405 {
406         struct vm_area_struct *vma;
407
408         mmap_write_lock(mm);
409         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
410                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
411         mmap_write_unlock(mm);
412 }
413
414 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
415         [MPOL_DEFAULT] = {
416                 .rebind = mpol_rebind_default,
417         },
418         [MPOL_INTERLEAVE] = {
419                 .create = mpol_new_interleave,
420                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
421         },
422         [MPOL_PREFERRED] = {
423                 .create = mpol_new_preferred,
424                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
425         },
426         [MPOL_BIND] = {
427                 .create = mpol_new_bind,
428                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
429         },
430 };
431
432 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
433                                 unsigned long flags);
434
435 struct queue_pages {
436         struct list_head *pagelist;
437         unsigned long flags;
438         nodemask_t *nmask;
439         unsigned long start;
440         unsigned long end;
441         struct vm_area_struct *first;
442 };
443
444 /*
445  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
446  *
447  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
448  * in the invert of qp->nmask.
449  */
450 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
451                                         struct queue_pages *qp)
452 {
453         int nid = page_to_nid(page);
454         unsigned long flags = qp->flags;
455
456         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
457 }
458
459 /*
460  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
461  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
462  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
463  *     specified.
464  * 2 - THP was split.
465  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
466  *        existing page was already on a node that does not follow the
467  *        policy.
468  */
469 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
470                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
471         __releases(ptl)
472 {
473         int ret = 0;
474         struct page *page;
475         struct queue_pages *qp = walk->private;
476         unsigned long flags;
477
478         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
479                 ret = -EIO;
480                 goto unlock;
481         }
482         page = pmd_page(*pmd);
483         if (is_huge_zero_page(page)) {
484                 spin_unlock(ptl);
485                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
486                 ret = 2;
487                 goto out;
488         }
489         if (!queue_pages_required(page, qp))
490                 goto unlock;
491
492         flags = qp->flags;
493         /* go to thp migration */
494         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
495                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
496                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
497                         ret = 1;
498                         goto unlock;
499                 }
500         } else
501                 ret = -EIO;
502 unlock:
503         spin_unlock(ptl);
504 out:
505         return ret;
506 }
507
508 /*
509  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
510  * and move them to the pagelist if they do.
511  *
512  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
513  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
514  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
515  *     specified.
516  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
517  *        on a node that does not follow the policy.
518  */
519 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
520                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
521 {
522         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
523         struct page *page;
524         struct queue_pages *qp = walk->private;
525         unsigned long flags = qp->flags;
526         int ret;
527         bool has_unmovable = false;
528         pte_t *pte;
529         spinlock_t *ptl;
530
531         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
532         if (ptl) {
533                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
534                 if (ret != 2)
535                         return ret;
536         }
537         /* THP was split, fall through to pte walk */
538
539         if (pmd_trans_unstable(pmd))
540                 return 0;
541
542         pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
543         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
544                 if (!pte_present(*pte))
545                         continue;
546                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
547                 if (!page)
548                         continue;
549                 /*
550                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
551                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
552                  */
553                 if (PageReserved(page))
554                         continue;
555                 if (!queue_pages_required(page, qp))
556                         continue;
557                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
558                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
559                         if (!vma_migratable(vma)) {
560                                 has_unmovable = true;
561                                 break;
562                         }
563
564                         /*
565                          * Do not abort immediately since there may be
566                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
567                          * need migrate other LRU pages.
568                          */
569                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
570                                 has_unmovable = true;
571                 } else
572                         break;
573         }
574         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
575         cond_resched();
576
577         if (has_unmovable)
578                 return 1;
579
580         return addr != end ? -EIO : 0;
581 }
582
583 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
584                                unsigned long addr, unsigned long end,
585                                struct mm_walk *walk)
586 {
587         int ret = 0;
588 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
589         struct queue_pages *qp = walk->private;
590         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
591         struct page *page;
592         spinlock_t *ptl;
593         pte_t entry;
594
595         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
596         entry = huge_ptep_get(pte);
597         if (!pte_present(entry))
598                 goto unlock;
599         page = pte_page(entry);
600         if (!queue_pages_required(page, qp))
601                 goto unlock;
602
603         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
604                 /*
605                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
606                  * need to further check other vma.
607                  */
608                 ret = -EIO;
609                 goto unlock;
610         }
611
612         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
613                 /*
614                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
615                  * stopped walking current vma.
616                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
617                  * have been queued.
618                  */
619                 ret = 1;
620                 goto unlock;
621         }
622
623         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
624         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
625             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
626                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
627                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
628                         /*
629                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
630                          * which have been queued.
631                          */
632                         ret = 1;
633         }
634 unlock:
635         spin_unlock(ptl);
636 #else
637         BUG();
638 #endif
639         return ret;
640 }
641
642 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
643 /*
644  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
645  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
646  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
647  *
648  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
649  * an architecture makes a different choice, it will need further
650  * changes to the core.
651  */
652 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
653                         unsigned long addr, unsigned long end)
654 {
655         int nr_updated;
656
657         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
658         if (nr_updated)
659                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
660
661         return nr_updated;
662 }
663 #else
664 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
665                         unsigned long addr, unsigned long end)
666 {
667         return 0;
668 }
669 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
670
671 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
672                                 struct mm_walk *walk)
673 {
674         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
675         struct queue_pages *qp = walk->private;
676         unsigned long endvma = vma->vm_end;
677         unsigned long flags = qp->flags;
678
679         /* range check first */
680         VM_BUG_ON_VMA((vma->vm_start > start) || (vma->vm_end < end), vma);
681
682         if (!qp->first) {
683                 qp->first = vma;
684                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
685                         (qp->start < vma->vm_start))
686                         /* hole at head side of range */
687                         return -EFAULT;
688         }
689         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
690                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
691                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
692                 /* hole at middle or tail of range */
693                 return -EFAULT;
694
695         /*
696          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
697          * regardless of vma_migratable
698          */
699         if (!vma_migratable(vma) &&
700             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
701                 return 1;
702
703         if (endvma > end)
704                 endvma = end;
705
706         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
707                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
708                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
709                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
710                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
711                 return 1;
712         }
713
714         /* queue pages from current vma */
715         if (flags & MPOL_MF_VALID)
716                 return 0;
717         return 1;
718 }
719
720 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
721         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
722         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
723         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
724 };
725
726 /*
727  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
728  *
729  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
730  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
731  * passed via @private.
732  *
733  * queue_pages_range() has three possible return values:
734  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
735  *     specified.
736  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
737  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
738  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
739  *         your accessible address space (-EFAULT)
740  */
741 static int
742 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
743                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
744                 struct list_head *pagelist)
745 {
746         int err;
747         struct queue_pages qp = {
748                 .pagelist = pagelist,
749                 .flags = flags,
750                 .nmask = nodes,
751                 .start = start,
752                 .end = end,
753                 .first = NULL,
754         };
755
756         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
757
758         if (!qp.first)
759                 /* whole range in hole */
760                 err = -EFAULT;
761
762         return err;
763 }
764
765 /*
766  * Apply policy to a single VMA
767  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
768  */
769 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
770                                                 struct mempolicy *pol)
771 {
772         int err;
773         struct mempolicy *old;
774         struct mempolicy *new;
775
776         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
777                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
778                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
779                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
780
781         new = mpol_dup(pol);
782         if (IS_ERR(new))
783                 return PTR_ERR(new);
784
785         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
786                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
787                 if (err)
788                         goto err_out;
789         }
790
791         old = vma->vm_policy;
792         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
793         mpol_put(old);
794
795         return 0;
796  err_out:
797         mpol_put(new);
798         return err;
799 }
800
801 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
802 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
803                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
804 {
805         struct vm_area_struct *next;
806         struct vm_area_struct *prev;
807         struct vm_area_struct *vma;
808         int err = 0;
809         pgoff_t pgoff;
810         unsigned long vmstart;
811         unsigned long vmend;
812
813         vma = find_vma(mm, start);
814         VM_BUG_ON(!vma);
815
816         prev = vma->vm_prev;
817         if (start > vma->vm_start)
818                 prev = vma;
819
820         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
821                 next = vma->vm_next;
822                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
823                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
824
825                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
826                         continue;
827
828                 pgoff = vma->vm_pgoff +
829                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
830                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
831                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
832                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
833                 if (prev) {
834                         vma = prev;
835                         next = vma->vm_next;
836                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
837                                 continue;
838                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
839                         goto replace;
840                 }
841                 if (vma->vm_start != vmstart) {
842                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
843                         if (err)
844                                 goto out;
845                 }
846                 if (vma->vm_end != vmend) {
847                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
848                         if (err)
849                                 goto out;
850                 }
851  replace:
852                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
853                 if (err)
854                         goto out;
855         }
856
857  out:
858         return err;
859 }
860
861 /* Set the process memory policy */
862 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
863                              nodemask_t *nodes)
864 {
865         struct mempolicy *new, *old;
866         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
867         int ret;
868
869         if (!scratch)
870                 return -ENOMEM;
871
872         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
873         if (IS_ERR(new)) {
874                 ret = PTR_ERR(new);
875                 goto out;
876         }
877
878         task_lock(current);
879         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
880         if (ret) {
881                 task_unlock(current);
882                 mpol_put(new);
883                 goto out;
884         }
885         old = current->mempolicy;
886         current->mempolicy = new;
887         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
888                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
889         task_unlock(current);
890         mpol_put(old);
891         ret = 0;
892 out:
893         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
894         return ret;
895 }
896
897 /*
898  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
899  *
900  * Called with task's alloc_lock held
901  */
902 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
903 {
904         nodes_clear(*nodes);
905         if (p == &default_policy)
906                 return;
907
908         switch (p->mode) {
909         case MPOL_BIND:
910         case MPOL_INTERLEAVE:
911                 *nodes = p->v.nodes;
912                 break;
913         case MPOL_PREFERRED:
914                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
915                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
916                 /* else return empty node mask for local allocation */
917                 break;
918         default:
919                 BUG();
920         }
921 }
922
923 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
924 {
925         struct page *p = NULL;
926         int err;
927
928         int locked = 1;
929         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
930         if (err > 0) {
931                 err = page_to_nid(p);
932                 put_page(p);
933         }
934         if (locked)
935                 mmap_read_unlock(mm);
936         return err;
937 }
938
939 /* Retrieve NUMA policy */
940 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
941                              unsigned long addr, unsigned long flags)
942 {
943         int err;
944         struct mm_struct *mm = current->mm;
945         struct vm_area_struct *vma = NULL;
946         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
947
948         if (flags &
949                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
950                 return -EINVAL;
951
952         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
953                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
954                         return -EINVAL;
955                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
956                 task_lock(current);
957                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
958                 task_unlock(current);
959                 return 0;
960         }
961
962         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
963                 /*
964                  * Do NOT fall back to task policy if the
965                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
966                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
967                  */
968                 mmap_read_lock(mm);
969                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
970                 if (!vma) {
971                         mmap_read_unlock(mm);
972                         return -EFAULT;
973                 }
974                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
975                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
976                 else
977                         pol = vma->vm_policy;
978         } else if (addr)
979                 return -EINVAL;
980
981         if (!pol)
982                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
983
984         if (flags & MPOL_F_NODE) {
985                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
986                         /*
987                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
988                          * wil drop the mmap_lock, so after calling
989                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
990                          * is stale.
991                          */
992                         pol_refcount = pol;
993                         vma = NULL;
994                         mpol_get(pol);
995                         err = lookup_node(mm, addr);
996                         if (err < 0)
997                                 goto out;
998                         *policy = err;
999                 } else if (pol == current->mempolicy &&
1000                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
1001                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
1002                 } else {
1003                         err = -EINVAL;
1004                         goto out;
1005                 }
1006         } else {
1007                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
1008                                                 pol->mode;
1009                 /*
1010                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1011                  * the policy to userspace.
1012                  */
1013                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1014         }
1015
1016         err = 0;
1017         if (nmask) {
1018                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1019                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1020                 } else {
1021                         task_lock(current);
1022                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1023                         task_unlock(current);
1024                 }
1025         }
1026
1027  out:
1028         mpol_cond_put(pol);
1029         if (vma)
1030                 mmap_read_unlock(mm);
1031         if (pol_refcount)
1032                 mpol_put(pol_refcount);
1033         return err;
1034 }
1035
1036 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1037 /*
1038  * page migration, thp tail pages can be passed.
1039  */
1040 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1041                                 unsigned long flags)
1042 {
1043         struct page *head = compound_head(page);
1044         /*
1045          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1046          */
1047         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1048                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1049                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1050                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1051                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1052                                 hpage_nr_pages(head));
1053                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1054                         /*
1055                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1056                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1057                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1058                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1059                          * should return -EIO for this case too.
1060                          */
1061                         return -EIO;
1062                 }
1063         }
1064
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 /* page allocation callback for NUMA node migration */
1069 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
1070 {
1071         if (PageHuge(page))
1072                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1073                                         node);
1074         else if (PageTransHuge(page)) {
1075                 struct page *thp;
1076
1077                 thp = alloc_pages_node(node,
1078                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1079                         HPAGE_PMD_ORDER);
1080                 if (!thp)
1081                         return NULL;
1082                 prep_transhuge_page(thp);
1083                 return thp;
1084         } else
1085                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1086                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Migrate pages from one node to a target node.
1091  * Returns error or the number of pages not migrated.
1092  */
1093 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1094                            int flags)
1095 {
1096         nodemask_t nmask;
1097         LIST_HEAD(pagelist);
1098         int err = 0;
1099
1100         nodes_clear(nmask);
1101         node_set(source, nmask);
1102
1103         /*
1104          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1105          * need migration.  Between passing in the full user address
1106          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1107          */
1108         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1109         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1110                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1111
1112         if (!list_empty(&pagelist)) {
1113                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1114                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1115                 if (err)
1116                         putback_movable_pages(&pagelist);
1117         }
1118
1119         return err;
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1124  * layout as much as possible.
1125  *
1126  * Returns the number of page that could not be moved.
1127  */
1128 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1129                      const nodemask_t *to, int flags)
1130 {
1131         int busy = 0;
1132         int err;
1133         nodemask_t tmp;
1134
1135         err = migrate_prep();
1136         if (err)
1137                 return err;
1138
1139         mmap_read_lock(mm);
1140
1141         /*
1142          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1143          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1144          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1145          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1146          *
1147          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1148          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1149          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1150          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1151          *
1152          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1153          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1154          * (nothing left to migrate).
1155          *
1156          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1157          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1158          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1159          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1160          * before migrating outgoing memory source that same node.
1161          *
1162          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1163          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1164          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1165          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1166          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1167          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1168          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1169          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1170          */
1171
1172         tmp = *from;
1173         while (!nodes_empty(tmp)) {
1174                 int s,d;
1175                 int source = NUMA_NO_NODE;
1176                 int dest = 0;
1177
1178                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1179
1180                         /*
1181                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1182                          * node relationship of the pages established between
1183                          * threads and memory areas.
1184                          *
1185                          * However if the number of source nodes is not equal to
1186                          * the number of destination nodes we can not preserve
1187                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1188                          * copying memory from a node that is in the destination
1189                          * mask.
1190                          *
1191                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1192                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1193                          */
1194
1195                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1196                                                 (node_isset(s, *to)))
1197                                 continue;
1198
1199                         d = node_remap(s, *from, *to);
1200                         if (s == d)
1201                                 continue;
1202
1203                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1204                         dest = d;
1205
1206                         /* dest not in remaining from nodes? */
1207                         if (!node_isset(dest, tmp))
1208                                 break;
1209                 }
1210                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1211                         break;
1212
1213                 node_clear(source, tmp);
1214                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1215                 if (err > 0)
1216                         busy += err;
1217                 if (err < 0)
1218                         break;
1219         }
1220         mmap_read_unlock(mm);
1221         if (err < 0)
1222                 return err;
1223         return busy;
1224
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1229  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1230  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1231  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1232  * is in virtual address order.
1233  */
1234 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1235 {
1236         struct vm_area_struct *vma;
1237         unsigned long uninitialized_var(address);
1238
1239         vma = find_vma(current->mm, start);
1240         while (vma) {
1241                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1242                 if (address != -EFAULT)
1243                         break;
1244                 vma = vma->vm_next;
1245         }
1246
1247         if (PageHuge(page)) {
1248                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1249                                 vma, address);
1250         } else if (PageTransHuge(page)) {
1251                 struct page *thp;
1252
1253                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1254                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1255                 if (!thp)
1256                         return NULL;
1257                 prep_transhuge_page(thp);
1258                 return thp;
1259         }
1260         /*
1261          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1262          */
1263         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1264                         vma, address);
1265 }
1266 #else
1267
1268 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1269                                 unsigned long flags)
1270 {
1271         return -EIO;
1272 }
1273
1274 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1275                      const nodemask_t *to, int flags)
1276 {
1277         return -ENOSYS;
1278 }
1279
1280 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1281 {
1282         return NULL;
1283 }
1284 #endif
1285
1286 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1287                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1288                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1289 {
1290         struct mm_struct *mm = current->mm;
1291         struct mempolicy *new;
1292         unsigned long end;
1293         int err;
1294         int ret;
1295         LIST_HEAD(pagelist);
1296
1297         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1298                 return -EINVAL;
1299         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1300                 return -EPERM;
1301
1302         if (start & ~PAGE_MASK)
1303                 return -EINVAL;
1304
1305         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1306                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1307
1308         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1309         end = start + len;
1310
1311         if (end < start)
1312                 return -EINVAL;
1313         if (end == start)
1314                 return 0;
1315
1316         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1317         if (IS_ERR(new))
1318                 return PTR_ERR(new);
1319
1320         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1321                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1322
1323         /*
1324          * If we are using the default policy then operation
1325          * on discontinuous address spaces is okay after all
1326          */
1327         if (!new)
1328                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1329
1330         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1331                  start, start + len, mode, mode_flags,
1332                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1333
1334         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1335
1336                 err = migrate_prep();
1337                 if (err)
1338                         goto mpol_out;
1339         }
1340         {
1341                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1342                 if (scratch) {
1343                         mmap_write_lock(mm);
1344                         task_lock(current);
1345                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1346                         task_unlock(current);
1347                         if (err)
1348                                 mmap_write_unlock(mm);
1349                 } else
1350                         err = -ENOMEM;
1351                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1352         }
1353         if (err)
1354                 goto mpol_out;
1355
1356         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1357                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1358
1359         if (ret < 0) {
1360                 err = ret;
1361                 goto up_out;
1362         }
1363
1364         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1365
1366         if (!err) {
1367                 int nr_failed = 0;
1368
1369                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1370                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1371                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1372                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1373                         if (nr_failed)
1374                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1375                 }
1376
1377                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1378                         err = -EIO;
1379         } else {
1380 up_out:
1381                 if (!list_empty(&pagelist))
1382                         putback_movable_pages(&pagelist);
1383         }
1384
1385         mmap_write_unlock(mm);
1386 mpol_out:
1387         mpol_put(new);
1388         return err;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1393  */
1394
1395 /* Copy a node mask from user space. */
1396 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1397                      unsigned long maxnode)
1398 {
1399         unsigned long k;
1400         unsigned long t;
1401         unsigned long nlongs;
1402         unsigned long endmask;
1403
1404         --maxnode;
1405         nodes_clear(*nodes);
1406         if (maxnode == 0 || !nmask)
1407                 return 0;
1408         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1409                 return -EINVAL;
1410
1411         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1412         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1413                 endmask = ~0UL;
1414         else
1415                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1416
1417         /*
1418          * When the user specified more nodes than supported just check
1419          * if the non supported part is all zero.
1420          *
1421          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1422          * the bits in that area first. And then go through to
1423          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1424          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1425          */
1426         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1427                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1428                         if (get_user(t, nmask + k))
1429                                 return -EFAULT;
1430                         if (k == nlongs - 1) {
1431                                 if (t & endmask)
1432                                         return -EINVAL;
1433                         } else if (t)
1434                                 return -EINVAL;
1435                 }
1436                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1437                 endmask = ~0UL;
1438         }
1439
1440         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1441                 unsigned long valid_mask = endmask;
1442
1443                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1444                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1445                         return -EFAULT;
1446                 if (t & valid_mask)
1447                         return -EINVAL;
1448         }
1449
1450         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1451                 return -EFAULT;
1452         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1453         return 0;
1454 }
1455
1456 /* Copy a kernel node mask to user space */
1457 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1458                               nodemask_t *nodes)
1459 {
1460         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1461         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1462
1463         if (copy > nbytes) {
1464                 if (copy > PAGE_SIZE)
1465                         return -EINVAL;
1466                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1467                         return -EFAULT;
1468                 copy = nbytes;
1469         }
1470         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1471 }
1472
1473 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1474                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1475                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1476 {
1477         nodemask_t nodes;
1478         int err;
1479         unsigned short mode_flags;
1480
1481         start = untagged_addr(start);
1482         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1483         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1484         if (mode >= MPOL_MAX)
1485                 return -EINVAL;
1486         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1487             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1488                 return -EINVAL;
1489         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1490         if (err)
1491                 return err;
1492         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1493 }
1494
1495 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1496                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1497                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1498 {
1499         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1500 }
1501
1502 /* Set the process memory policy */
1503 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1504                                  unsigned long maxnode)
1505 {
1506         int err;
1507         nodemask_t nodes;
1508         unsigned short flags;
1509
1510         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1511         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1512         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1513                 return -EINVAL;
1514         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1515                 return -EINVAL;
1516         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1517         if (err)
1518                 return err;
1519         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1520 }
1521
1522 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1523                 unsigned long, maxnode)
1524 {
1525         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1526 }
1527
1528 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1529                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1530                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1531 {
1532         struct mm_struct *mm = NULL;
1533         struct task_struct *task;
1534         nodemask_t task_nodes;
1535         int err;
1536         nodemask_t *old;
1537         nodemask_t *new;
1538         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1539
1540         if (!scratch)
1541                 return -ENOMEM;
1542
1543         old = &scratch->mask1;
1544         new = &scratch->mask2;
1545
1546         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1547         if (err)
1548                 goto out;
1549
1550         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1551         if (err)
1552                 goto out;
1553
1554         /* Find the mm_struct */
1555         rcu_read_lock();
1556         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1557         if (!task) {
1558                 rcu_read_unlock();
1559                 err = -ESRCH;
1560                 goto out;
1561         }
1562         get_task_struct(task);
1563
1564         err = -EINVAL;
1565
1566         /*
1567          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1568          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1569          */
1570         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1571                 rcu_read_unlock();
1572                 err = -EPERM;
1573                 goto out_put;
1574         }
1575         rcu_read_unlock();
1576
1577         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1578         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1579         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1580                 err = -EPERM;
1581                 goto out_put;
1582         }
1583
1584         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1585         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1586         if (nodes_empty(*new))
1587                 goto out_put;
1588
1589         err = security_task_movememory(task);
1590         if (err)
1591                 goto out_put;
1592
1593         mm = get_task_mm(task);
1594         put_task_struct(task);
1595
1596         if (!mm) {
1597                 err = -EINVAL;
1598                 goto out;
1599         }
1600
1601         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1602                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1603
1604         mmput(mm);
1605 out:
1606         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1607
1608         return err;
1609
1610 out_put:
1611         put_task_struct(task);
1612         goto out;
1613
1614 }
1615
1616 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1617                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1618                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1619 {
1620         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1621 }
1622
1623
1624 /* Retrieve NUMA policy */
1625 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1626                                 unsigned long __user *nmask,
1627                                 unsigned long maxnode,
1628                                 unsigned long addr,
1629                                 unsigned long flags)
1630 {
1631         int err;
1632         int uninitialized_var(pval);
1633         nodemask_t nodes;
1634
1635         addr = untagged_addr(addr);
1636
1637         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1638                 return -EINVAL;
1639
1640         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1641
1642         if (err)
1643                 return err;
1644
1645         if (policy && put_user(pval, policy))
1646                 return -EFAULT;
1647
1648         if (nmask)
1649                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1650
1651         return err;
1652 }
1653
1654 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1655                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1656                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1657 {
1658         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1659 }
1660
1661 #ifdef CONFIG_COMPAT
1662
1663 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1664                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1665                        compat_ulong_t, maxnode,
1666                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1667 {
1668         long err;
1669         unsigned long __user *nm = NULL;
1670         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1671         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1672
1673         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1674         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1675
1676         if (nmask)
1677                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1678
1679         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1680
1681         if (!err && nmask) {
1682                 unsigned long copy_size;
1683                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1684                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1685                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1686                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1687                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1688         }
1689
1690         return err;
1691 }
1692
1693 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1694                        compat_ulong_t, maxnode)
1695 {
1696         unsigned long __user *nm = NULL;
1697         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1698         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1699
1700         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1701         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1702
1703         if (nmask) {
1704                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1705                         return -EFAULT;
1706                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1707                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1708                         return -EFAULT;
1709         }
1710
1711         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1712 }
1713
1714 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1715                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1716                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1717 {
1718         unsigned long __user *nm = NULL;
1719         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1720         nodemask_t bm;
1721
1722         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1723         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1724
1725         if (nmask) {
1726                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1727                         return -EFAULT;
1728                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1729                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1730                         return -EFAULT;
1731         }
1732
1733         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1734 }
1735
1736 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1737                        compat_ulong_t, maxnode,
1738                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1739                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1740 {
1741         unsigned long __user *old = NULL;
1742         unsigned long __user *new = NULL;
1743         nodemask_t tmp_mask;
1744         unsigned long nr_bits;
1745         unsigned long size;
1746
1747         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1748         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1749         if (old_nodes) {
1750                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1751                         return -EFAULT;
1752                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1753                 if (new_nodes)
1754                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1755                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1756                         return -EFAULT;
1757         }
1758         if (new_nodes) {
1759                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1760                         return -EFAULT;
1761                 if (new == NULL)
1762                         new = compat_alloc_user_space(size);
1763                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1764                         return -EFAULT;
1765         }
1766         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1767 }
1768
1769 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1770
1771 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1772 {
1773         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1774                 return false;
1775
1776         /*
1777          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1778          * incurring periodic faults.
1779          */
1780         if (vma_is_dax(vma))
1781                 return false;
1782
1783         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1784                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1785                 return false;
1786
1787         /*
1788          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1789          * do so then migration (at least from node to node) is not
1790          * possible.
1791          */
1792         if (vma->vm_file &&
1793                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1794                         < policy_zone)
1795                 return false;
1796         return true;
1797 }
1798
1799 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1800                                                 unsigned long addr)
1801 {
1802         struct mempolicy *pol = NULL;
1803
1804         if (vma) {
1805                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1806                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1807                 } else if (vma->vm_policy) {
1808                         pol = vma->vm_policy;
1809
1810                         /*
1811                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1812                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1813                          * count on these policies which will be dropped by
1814                          * mpol_cond_put() later
1815                          */
1816                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1817                                 mpol_get(pol);
1818                 }
1819         }
1820
1821         return pol;
1822 }
1823
1824 /*
1825  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1826  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1827  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1828  *
1829  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1830  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1831  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1832  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1833  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1834  * extra reference for shared policies.
1835  */
1836 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1837                                                 unsigned long addr)
1838 {
1839         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1840
1841         if (!pol)
1842                 pol = get_task_policy(current);
1843
1844         return pol;
1845 }
1846
1847 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1848 {
1849         struct mempolicy *pol;
1850
1851         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1852                 bool ret = false;
1853
1854                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1855                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1856                         ret = true;
1857                 mpol_cond_put(pol);
1858
1859                 return ret;
1860         }
1861
1862         pol = vma->vm_policy;
1863         if (!pol)
1864                 pol = get_task_policy(current);
1865
1866         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1867 }
1868
1869 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1870 {
1871         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1872
1873         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1874
1875         /*
1876          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1877          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1878          *
1879          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1880          * so if the following test faile, it implies
1881          * policy->v.nodes has movable memory only.
1882          */
1883         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1884                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1885
1886         return zone >= dynamic_policy_zone;
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1891  * page allocation
1892  */
1893 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1894 {
1895         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1896         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1897                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1898                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1899                 return &policy->v.nodes;
1900
1901         return NULL;
1902 }
1903
1904 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1905 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1906                                                                 int nd)
1907 {
1908         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1909                 nd = policy->v.preferred_node;
1910         else {
1911                 /*
1912                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1913                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1914                  * requested node and not break the policy.
1915                  */
1916                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1917         }
1918
1919         return nd;
1920 }
1921
1922 /* Do dynamic interleaving for a process */
1923 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1924 {
1925         unsigned next;
1926         struct task_struct *me = current;
1927
1928         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1929         if (next < MAX_NUMNODES)
1930                 me->il_prev = next;
1931         return next;
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1936  * next slab entry.
1937  */
1938 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1939 {
1940         struct mempolicy *policy;
1941         int node = numa_mem_id();
1942
1943         if (in_interrupt())
1944                 return node;
1945
1946         policy = current->mempolicy;
1947         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1948                 return node;
1949
1950         switch (policy->mode) {
1951         case MPOL_PREFERRED:
1952                 /*
1953                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1954                  */
1955                 return policy->v.preferred_node;
1956
1957         case MPOL_INTERLEAVE:
1958                 return interleave_nodes(policy);
1959
1960         case MPOL_BIND: {
1961                 struct zoneref *z;
1962
1963                 /*
1964                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1965                  * first node.
1966                  */
1967                 struct zonelist *zonelist;
1968                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1969                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1970                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1971                                                         &policy->v.nodes);
1972                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1973         }
1974
1975         default:
1976                 BUG();
1977         }
1978 }
1979
1980 /*
1981  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1982  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1983  * number of present nodes.
1984  */
1985 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1986 {
1987         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1988         unsigned target;
1989         int i;
1990         int nid;
1991
1992         if (!nnodes)
1993                 return numa_node_id();
1994         target = (unsigned int)n % nnodes;
1995         nid = first_node(pol->v.nodes);
1996         for (i = 0; i < target; i++)
1997                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1998         return nid;
1999 }
2000
2001 /* Determine a node number for interleave */
2002 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
2003                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
2004 {
2005         if (vma) {
2006                 unsigned long off;
2007
2008                 /*
2009                  * for small pages, there is no difference between
2010                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
2011                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
2012                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
2013                  * a useful offset.
2014                  */
2015                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
2016                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
2017                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
2018                 return offset_il_node(pol, off);
2019         } else
2020                 return interleave_nodes(pol);
2021 }
2022
2023 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2024 /*
2025  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2026  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2027  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2028  * @gfp_flags: for requested zone
2029  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2030  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2031  *
2032  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2033  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2034  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2035  * @nodemask for filtering the zonelist.
2036  *
2037  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2038  */
2039 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2040                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2041 {
2042         int nid;
2043
2044         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2045         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2046
2047         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2048                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2049                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2050         } else {
2051                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2052                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2053                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2054         }
2055         return nid;
2056 }
2057
2058 /*
2059  * init_nodemask_of_mempolicy
2060  *
2061  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2062  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2063  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2064  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2065  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2066  * of non-default mempolicy.
2067  *
2068  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2069  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2070  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2071  *
2072  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2073  */
2074 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2075 {
2076         struct mempolicy *mempolicy;
2077         int nid;
2078
2079         if (!(mask && current->mempolicy))
2080                 return false;
2081
2082         task_lock(current);
2083         mempolicy = current->mempolicy;
2084         switch (mempolicy->mode) {
2085         case MPOL_PREFERRED:
2086                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2087                         nid = numa_node_id();
2088                 else
2089                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2090                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2091                 break;
2092
2093         case MPOL_BIND:
2094         case MPOL_INTERLEAVE:
2095                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2096                 break;
2097
2098         default:
2099                 BUG();
2100         }
2101         task_unlock(current);
2102
2103         return true;
2104 }
2105 #endif
2106
2107 /*
2108  * mempolicy_nodemask_intersects
2109  *
2110  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2111  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2112  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2113  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2114  *
2115  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2116  */
2117 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2118                                         const nodemask_t *mask)
2119 {
2120         struct mempolicy *mempolicy;
2121         bool ret = true;
2122
2123         if (!mask)
2124                 return ret;
2125         task_lock(tsk);
2126         mempolicy = tsk->mempolicy;
2127         if (!mempolicy)
2128                 goto out;
2129
2130         switch (mempolicy->mode) {
2131         case MPOL_PREFERRED:
2132                 /*
2133                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2134                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2135                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2136                  * nodes in mask.
2137                  */
2138                 break;
2139         case MPOL_BIND:
2140         case MPOL_INTERLEAVE:
2141                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2142                 break;
2143         default:
2144                 BUG();
2145         }
2146 out:
2147         task_unlock(tsk);
2148         return ret;
2149 }
2150
2151 /* Allocate a page in interleaved policy.
2152    Own path because it needs to do special accounting. */
2153 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2154                                         unsigned nid)
2155 {
2156         struct page *page;
2157
2158         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2159         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2160         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2161                 return page;
2162         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2163                 preempt_disable();
2164                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2165                 preempt_enable();
2166         }
2167         return page;
2168 }
2169
2170 /**
2171  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2172  *
2173  *      @gfp:
2174  *      %GFP_USER    user allocation.
2175  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2176  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2177  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2178  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2179  *
2180  *      @order:Order of the GFP allocation.
2181  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2182  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2183  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2184  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2185  *
2186  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2187  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2188  *      When VMA is not NULL caller must read-lock the mmap_lock of the
2189  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2190  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2191  *      NULL when no page can be allocated.
2192  */
2193 struct page *
2194 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2195                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2196 {
2197         struct mempolicy *pol;
2198         struct page *page;
2199         int preferred_nid;
2200         nodemask_t *nmask;
2201
2202         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2203
2204         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2205                 unsigned nid;
2206
2207                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2208                 mpol_cond_put(pol);
2209                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2210                 goto out;
2211         }
2212
2213         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2214                 int hpage_node = node;
2215
2216                 /*
2217                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2218                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2219                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2220                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2221                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2222                  *
2223                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2224                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2225                  */
2226                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2227                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2228
2229                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2230                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2231                         mpol_cond_put(pol);
2232                         /*
2233                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2234                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2235                          */
2236                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2237                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2238
2239                         /*
2240                          * If hugepage allocations are configured to always
2241                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2242                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2243                          * memory with both reclaim and compact as well.
2244                          */
2245                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2246                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2247                                                                 gfp, order);
2248
2249                         goto out;
2250                 }
2251         }
2252
2253         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2254         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2255         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2256         mpol_cond_put(pol);
2257 out:
2258         return page;
2259 }
2260 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2261
2262 /**
2263  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2264  *
2265  *      @gfp:
2266  *              %GFP_USER   user allocation,
2267  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2268  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2269  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2270  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2271  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2272  *
2273  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2274  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2275  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2276  */
2277 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2278 {
2279         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2280         struct page *page;
2281
2282         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2283                 pol = get_task_policy(current);
2284
2285         /*
2286          * No reference counting needed for current->mempolicy
2287          * nor system default_policy
2288          */
2289         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2290                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2291         else
2292                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2293                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2294                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2295
2296         return page;
2297 }
2298 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2299
2300 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2301 {
2302         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2303
2304         if (IS_ERR(pol))
2305                 return PTR_ERR(pol);
2306         dst->vm_policy = pol;
2307         return 0;
2308 }
2309
2310 /*
2311  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2312  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2313  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2314  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2315  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2316  *
2317  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2318  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2319  */
2320
2321 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2322 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2323 {
2324         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2325
2326         if (!new)
2327                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2328
2329         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2330         if (old == current->mempolicy) {
2331                 task_lock(current);
2332                 *new = *old;
2333                 task_unlock(current);
2334         } else
2335                 *new = *old;
2336
2337         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2338                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2339                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2340         }
2341         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2342         return new;
2343 }
2344
2345 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2346 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2347 {
2348         if (!a || !b)
2349                 return false;
2350         if (a->mode != b->mode)
2351                 return false;
2352         if (a->flags != b->flags)
2353                 return false;
2354         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2355                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2356                         return false;
2357
2358         switch (a->mode) {
2359         case MPOL_BIND:
2360         case MPOL_INTERLEAVE:
2361                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2362         case MPOL_PREFERRED:
2363                 /* a's ->flags is the same as b's */
2364                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2365                         return true;
2366                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2367         default:
2368                 BUG();
2369                 return false;
2370         }
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Shared memory backing store policy support.
2375  *
2376  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2377  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2378  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2379  * for any accesses to the tree.
2380  */
2381
2382 /*
2383  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2384  * reading or for writing
2385  */
2386 static struct sp_node *
2387 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2388 {
2389         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2390
2391         while (n) {
2392                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2393
2394                 if (start >= p->end)
2395                         n = n->rb_right;
2396                 else if (end <= p->start)
2397                         n = n->rb_left;
2398                 else
2399                         break;
2400         }
2401         if (!n)
2402                 return NULL;
2403         for (;;) {
2404                 struct sp_node *w = NULL;
2405                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2406                 if (!prev)
2407                         break;
2408                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2409                 if (w->end <= start)
2410                         break;
2411                 n = prev;
2412         }
2413         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2414 }
2415
2416 /*
2417  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2418  * writing.
2419  */
2420 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2421 {
2422         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2423         struct rb_node *parent = NULL;
2424         struct sp_node *nd;
2425
2426         while (*p) {
2427                 parent = *p;
2428                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2429                 if (new->start < nd->start)
2430                         p = &(*p)->rb_left;
2431                 else if (new->end > nd->end)
2432                         p = &(*p)->rb_right;
2433                 else
2434                         BUG();
2435         }
2436         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2437         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2438         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2439                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2440 }
2441
2442 /* Find shared policy intersecting idx */
2443 struct mempolicy *
2444 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2445 {
2446         struct mempolicy *pol = NULL;
2447         struct sp_node *sn;
2448
2449         if (!sp->root.rb_node)
2450                 return NULL;
2451         read_lock(&sp->lock);
2452         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2453         if (sn) {
2454                 mpol_get(sn->policy);
2455                 pol = sn->policy;
2456         }
2457         read_unlock(&sp->lock);
2458         return pol;
2459 }
2460
2461 static void sp_free(struct sp_node *n)
2462 {
2463         mpol_put(n->policy);
2464         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2465 }
2466
2467 /**
2468  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2469  *
2470  * @page: page to be checked
2471  * @vma: vm area where page mapped
2472  * @addr: virtual address where page mapped
2473  *
2474  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2475  * node id.
2476  *
2477  * Returns:
2478  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2479  *      node    - node id where the page should be
2480  *
2481  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2482  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2483  */
2484 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2485 {
2486         struct mempolicy *pol;
2487         struct zoneref *z;
2488         int curnid = page_to_nid(page);
2489         unsigned long pgoff;
2490         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2491         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2492         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2493         int ret = -1;
2494
2495         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2496         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2497                 goto out;
2498
2499         switch (pol->mode) {
2500         case MPOL_INTERLEAVE:
2501                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2502                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2503                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2504                 break;
2505
2506         case MPOL_PREFERRED:
2507                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2508                         polnid = numa_node_id();
2509                 else
2510                         polnid = pol->v.preferred_node;
2511                 break;
2512
2513         case MPOL_BIND:
2514
2515                 /*
2516                  * allows binding to multiple nodes.
2517                  * use current page if in policy nodemask,
2518                  * else select nearest allowed node, if any.
2519                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2520                  */
2521                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2522                         goto out;
2523                 z = first_zones_zonelist(
2524                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2525                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2526                                 &pol->v.nodes);
2527                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2528                 break;
2529
2530         default:
2531                 BUG();
2532         }
2533
2534         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2535         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2536                 polnid = thisnid;
2537
2538                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2539                         goto out;
2540         }
2541
2542         if (curnid != polnid)
2543                 ret = polnid;
2544 out:
2545         mpol_cond_put(pol);
2546
2547         return ret;
2548 }
2549
2550 /*
2551  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2552  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2553  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2554  * policy.
2555  */
2556 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2557 {
2558         struct mempolicy *pol;
2559
2560         task_lock(task);
2561         pol = task->mempolicy;
2562         task->mempolicy = NULL;
2563         task_unlock(task);
2564         mpol_put(pol);
2565 }
2566
2567 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2568 {
2569         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2570         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2571         sp_free(n);
2572 }
2573
2574 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2575                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2576 {
2577         node->start = start;
2578         node->end = end;
2579         node->policy = pol;
2580 }
2581
2582 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2583                                 struct mempolicy *pol)
2584 {
2585         struct sp_node *n;
2586         struct mempolicy *newpol;
2587
2588         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2589         if (!n)
2590                 return NULL;
2591
2592         newpol = mpol_dup(pol);
2593         if (IS_ERR(newpol)) {
2594                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2595                 return NULL;
2596         }
2597         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2598         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2599
2600         return n;
2601 }
2602
2603 /* Replace a policy range. */
2604 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2605                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2606 {
2607         struct sp_node *n;
2608         struct sp_node *n_new = NULL;
2609         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2610         int ret = 0;
2611
2612 restart:
2613         write_lock(&sp->lock);
2614         n = sp_lookup(sp, start, end);
2615         /* Take care of old policies in the same range. */
2616         while (n && n->start < end) {
2617                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2618                 if (n->start >= start) {
2619                         if (n->end <= end)
2620                                 sp_delete(sp, n);
2621                         else
2622                                 n->start = end;
2623                 } else {
2624                         /* Old policy spanning whole new range. */
2625                         if (n->end > end) {
2626                                 if (!n_new)
2627                                         goto alloc_new;
2628
2629                                 *mpol_new = *n->policy;
2630                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2631                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2632                                 n->end = start;
2633                                 sp_insert(sp, n_new);
2634                                 n_new = NULL;
2635                                 mpol_new = NULL;
2636                                 break;
2637                         } else
2638                                 n->end = start;
2639                 }
2640                 if (!next)
2641                         break;
2642                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2643         }
2644         if (new)
2645                 sp_insert(sp, new);
2646         write_unlock(&sp->lock);
2647         ret = 0;
2648
2649 err_out:
2650         if (mpol_new)
2651                 mpol_put(mpol_new);
2652         if (n_new)
2653                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2654
2655         return ret;
2656
2657 alloc_new:
2658         write_unlock(&sp->lock);
2659         ret = -ENOMEM;
2660         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2661         if (!n_new)
2662                 goto err_out;
2663         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2664         if (!mpol_new)
2665                 goto err_out;
2666         goto restart;
2667 }
2668
2669 /**
2670  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2671  * @sp: pointer to inode shared policy
2672  * @mpol:  struct mempolicy to install
2673  *
2674  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2675  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2676  * This must be released on exit.
2677  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2678  */
2679 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2680 {
2681         int ret;
2682
2683         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2684         rwlock_init(&sp->lock);
2685
2686         if (mpol) {
2687                 struct vm_area_struct pvma;
2688                 struct mempolicy *new;
2689                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2690
2691                 if (!scratch)
2692                         goto put_mpol;
2693                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2694                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2695                 if (IS_ERR(new))
2696                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2697
2698                 task_lock(current);
2699                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2700                 task_unlock(current);
2701                 if (ret)
2702                         goto put_new;
2703
2704                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2705                 vma_init(&pvma, NULL);
2706                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2707                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2708
2709 put_new:
2710                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2711 free_scratch:
2712                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2713 put_mpol:
2714                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2715         }
2716 }
2717
2718 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2719                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2720 {
2721         int err;
2722         struct sp_node *new = NULL;
2723         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2724
2725         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2726                  vma->vm_pgoff,
2727                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2728                  npol ? npol->flags : -1,
2729                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2730
2731         if (npol) {
2732                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2733                 if (!new)
2734                         return -ENOMEM;
2735         }
2736         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2737         if (err && new)
2738                 sp_free(new);
2739         return err;
2740 }
2741
2742 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2743 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2744 {
2745         struct sp_node *n;
2746         struct rb_node *next;
2747
2748         if (!p->root.rb_node)
2749                 return;
2750         write_lock(&p->lock);
2751         next = rb_first(&p->root);
2752         while (next) {
2753                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2754                 next = rb_next(&n->nd);
2755                 sp_delete(p, n);
2756         }
2757         write_unlock(&p->lock);
2758 }
2759
2760 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2761 static int __initdata numabalancing_override;
2762
2763 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2764 {
2765         bool numabalancing_default = false;
2766
2767         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2768                 numabalancing_default = true;
2769
2770         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2771         if (numabalancing_override)
2772                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2773
2774         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2775                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2776                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2777                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2778         }
2779 }
2780
2781 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2782 {
2783         int ret = 0;
2784         if (!str)
2785                 goto out;
2786
2787         if (!strcmp(str, "enable")) {
2788                 numabalancing_override = 1;
2789                 ret = 1;
2790         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2791                 numabalancing_override = -1;
2792                 ret = 1;
2793         }
2794 out:
2795         if (!ret)
2796                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2797
2798         return ret;
2799 }
2800 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2801 #else
2802 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2803 {
2804 }
2805 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2806
2807 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2808 void __init numa_policy_init(void)
2809 {
2810         nodemask_t interleave_nodes;
2811         unsigned long largest = 0;
2812         int nid, prefer = 0;
2813
2814         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2815                                          sizeof(struct mempolicy),
2816                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2817
2818         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2819                                      sizeof(struct sp_node),
2820                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2821
2822         for_each_node(nid) {
2823                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2824                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2825                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2826                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2827                         .v = { .preferred_node = nid, },
2828                 };
2829         }
2830
2831         /*
2832          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2833          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2834          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2835          */
2836         nodes_clear(interleave_nodes);
2837         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2838                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2839
2840                 /* Preserve the largest node */
2841                 if (largest < total_pages) {
2842                         largest = total_pages;
2843                         prefer = nid;
2844                 }
2845
2846                 /* Interleave this node? */
2847                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2848                         node_set(nid, interleave_nodes);
2849         }
2850
2851         /* All too small, use the largest */
2852         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2853                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2854
2855         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2856                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2857
2858         check_numabalancing_enable();
2859 }
2860
2861 /* Reset policy of current process to default */
2862 void numa_default_policy(void)
2863 {
2864         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2865 }
2866
2867 /*
2868  * Parse and format mempolicy from/to strings
2869  */
2870
2871 /*
2872  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2873  */
2874 static const char * const policy_modes[] =
2875 {
2876         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2877         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2878         [MPOL_BIND]       = "bind",
2879         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2880         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2881 };
2882
2883
2884 #ifdef CONFIG_TMPFS
2885 /**
2886  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2887  * @str:  string containing mempolicy to parse
2888  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2889  *
2890  * Format of input:
2891  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2892  *
2893  * On success, returns 0, else 1
2894  */
2895 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2896 {
2897         struct mempolicy *new = NULL;
2898         unsigned short mode_flags;
2899         nodemask_t nodes;
2900         char *nodelist = strchr(str, ':');
2901         char *flags = strchr(str, '=');
2902         int err = 1, mode;
2903
2904         if (flags)
2905                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2906
2907         if (nodelist) {
2908                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2909                 *nodelist++ = '\0';
2910                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2911                         goto out;
2912                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2913                         goto out;
2914         } else
2915                 nodes_clear(nodes);
2916
2917         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2918         if (mode < 0)
2919                 goto out;
2920
2921         switch (mode) {
2922         case MPOL_PREFERRED:
2923                 /*
2924                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2925                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2926                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2927                  */
2928                 if (nodelist) {
2929                         char *rest = nodelist;
2930                         while (isdigit(*rest))
2931                                 rest++;
2932                         if (*rest)
2933                                 goto out;
2934                         if (nodes_empty(nodes))
2935                                 goto out;
2936                 }
2937                 break;
2938         case MPOL_INTERLEAVE:
2939                 /*
2940                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2941                  */
2942                 if (!nodelist)
2943                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2944                 break;
2945         case MPOL_LOCAL:
2946                 /*
2947                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2948                  */
2949                 if (nodelist)
2950                         goto out;
2951                 mode = MPOL_PREFERRED;
2952                 break;
2953         case MPOL_DEFAULT:
2954                 /*
2955                  * Insist on a empty nodelist
2956                  */
2957                 if (!nodelist)
2958                         err = 0;
2959                 goto out;
2960         case MPOL_BIND:
2961                 /*
2962                  * Insist on a nodelist
2963                  */
2964                 if (!nodelist)
2965                         goto out;
2966         }
2967
2968         mode_flags = 0;
2969         if (flags) {
2970                 /*
2971                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2972                  * mode flags.
2973                  */
2974                 if (!strcmp(flags, "static"))
2975                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2976                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2977                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2978                 else
2979                         goto out;
2980         }
2981
2982         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2983         if (IS_ERR(new))
2984                 goto out;
2985
2986         /*
2987          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2988          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2989          */
2990         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2991                 new->v.nodes = nodes;
2992         else if (nodelist)
2993                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2994         else
2995                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2996
2997         /*
2998          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2999          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3000          */
3001         new->w.user_nodemask = nodes;
3002
3003         err = 0;
3004
3005 out:
3006         /* Restore string for error message */
3007         if (nodelist)
3008                 *--nodelist = ':';
3009         if (flags)
3010                 *--flags = '=';
3011         if (!err)
3012                 *mpol = new;
3013         return err;
3014 }
3015 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3016
3017 /**
3018  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3019  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3020  * @maxlen:  length of @buffer
3021  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3022  *
3023  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3024  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3025  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3026  */
3027 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3028 {
3029         char *p = buffer;
3030         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3031         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3032         unsigned short flags = 0;
3033
3034         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3035                 mode = pol->mode;
3036                 flags = pol->flags;
3037         }
3038
3039         switch (mode) {
3040         case MPOL_DEFAULT:
3041                 break;
3042         case MPOL_PREFERRED:
3043                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3044                         mode = MPOL_LOCAL;
3045                 else
3046                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3047                 break;
3048         case MPOL_BIND:
3049         case MPOL_INTERLEAVE:
3050                 nodes = pol->v.nodes;
3051                 break;
3052         default:
3053                 WARN_ON_ONCE(1);
3054                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3055                 return;
3056         }
3057
3058         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3059
3060         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3061                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3062
3063                 /*
3064                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3065                  */
3066                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3067                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3068                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3069                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3070         }
3071
3072         if (!nodes_empty(nodes))
3073                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3074                                nodemask_pr_args(&nodes));
3075 }