io_uring: make cached_cq_overflow non atomic_t
[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  * @node: 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         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
879         if (ret) {
880                 mpol_put(new);
881                 goto out;
882         }
883         task_lock(current);
884         old = current->mempolicy;
885         current->mempolicy = new;
886         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
887                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
888         task_unlock(current);
889         mpol_put(old);
890         ret = 0;
891 out:
892         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
893         return ret;
894 }
895
896 /*
897  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
898  *
899  * Called with task's alloc_lock held
900  */
901 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
902 {
903         nodes_clear(*nodes);
904         if (p == &default_policy)
905                 return;
906
907         switch (p->mode) {
908         case MPOL_BIND:
909         case MPOL_INTERLEAVE:
910                 *nodes = p->v.nodes;
911                 break;
912         case MPOL_PREFERRED:
913                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
914                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
915                 /* else return empty node mask for local allocation */
916                 break;
917         default:
918                 BUG();
919         }
920 }
921
922 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
923 {
924         struct page *p = NULL;
925         int err;
926
927         int locked = 1;
928         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
929         if (err > 0) {
930                 err = page_to_nid(p);
931                 put_page(p);
932         }
933         if (locked)
934                 mmap_read_unlock(mm);
935         return err;
936 }
937
938 /* Retrieve NUMA policy */
939 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
940                              unsigned long addr, unsigned long flags)
941 {
942         int err;
943         struct mm_struct *mm = current->mm;
944         struct vm_area_struct *vma = NULL;
945         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
946
947         if (flags &
948                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
949                 return -EINVAL;
950
951         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
952                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
953                         return -EINVAL;
954                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
955                 task_lock(current);
956                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
957                 task_unlock(current);
958                 return 0;
959         }
960
961         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
962                 /*
963                  * Do NOT fall back to task policy if the
964                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
965                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
966                  */
967                 mmap_read_lock(mm);
968                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
969                 if (!vma) {
970                         mmap_read_unlock(mm);
971                         return -EFAULT;
972                 }
973                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
974                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
975                 else
976                         pol = vma->vm_policy;
977         } else if (addr)
978                 return -EINVAL;
979
980         if (!pol)
981                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
982
983         if (flags & MPOL_F_NODE) {
984                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
985                         /*
986                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
987                          * wil drop the mmap_lock, so after calling
988                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
989                          * is stale.
990                          */
991                         pol_refcount = pol;
992                         vma = NULL;
993                         mpol_get(pol);
994                         err = lookup_node(mm, addr);
995                         if (err < 0)
996                                 goto out;
997                         *policy = err;
998                 } else if (pol == current->mempolicy &&
999                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
1000                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
1001                 } else {
1002                         err = -EINVAL;
1003                         goto out;
1004                 }
1005         } else {
1006                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
1007                                                 pol->mode;
1008                 /*
1009                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1010                  * the policy to userspace.
1011                  */
1012                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1013         }
1014
1015         err = 0;
1016         if (nmask) {
1017                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1018                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1019                 } else {
1020                         task_lock(current);
1021                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1022                         task_unlock(current);
1023                 }
1024         }
1025
1026  out:
1027         mpol_cond_put(pol);
1028         if (vma)
1029                 mmap_read_unlock(mm);
1030         if (pol_refcount)
1031                 mpol_put(pol_refcount);
1032         return err;
1033 }
1034
1035 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1036 /*
1037  * page migration, thp tail pages can be passed.
1038  */
1039 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1040                                 unsigned long flags)
1041 {
1042         struct page *head = compound_head(page);
1043         /*
1044          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1045          */
1046         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1047                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1048                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1049                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1050                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1051                                 thp_nr_pages(head));
1052                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1053                         /*
1054                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1055                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1056                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1057                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1058                          * should return -EIO for this case too.
1059                          */
1060                         return -EIO;
1061                 }
1062         }
1063
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Migrate pages from one node to a target node.
1069  * Returns error or the number of pages not migrated.
1070  */
1071 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1072                            int flags)
1073 {
1074         nodemask_t nmask;
1075         LIST_HEAD(pagelist);
1076         int err = 0;
1077         struct migration_target_control mtc = {
1078                 .nid = dest,
1079                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1080         };
1081
1082         nodes_clear(nmask);
1083         node_set(source, nmask);
1084
1085         /*
1086          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1087          * need migration.  Between passing in the full user address
1088          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1089          */
1090         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1091         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1092                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1093
1094         if (!list_empty(&pagelist)) {
1095                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1096                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1097                 if (err)
1098                         putback_movable_pages(&pagelist);
1099         }
1100
1101         return err;
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1106  * layout as much as possible.
1107  *
1108  * Returns the number of page that could not be moved.
1109  */
1110 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1111                      const nodemask_t *to, int flags)
1112 {
1113         int busy = 0;
1114         int err;
1115         nodemask_t tmp;
1116
1117         err = migrate_prep();
1118         if (err)
1119                 return err;
1120
1121         mmap_read_lock(mm);
1122
1123         /*
1124          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1125          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1126          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1127          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1128          *
1129          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1130          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1131          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1132          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1133          *
1134          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1135          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1136          * (nothing left to migrate).
1137          *
1138          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1139          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1140          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1141          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1142          * before migrating outgoing memory source that same node.
1143          *
1144          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1145          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1146          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1147          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1148          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1149          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1150          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1151          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1152          */
1153
1154         tmp = *from;
1155         while (!nodes_empty(tmp)) {
1156                 int s,d;
1157                 int source = NUMA_NO_NODE;
1158                 int dest = 0;
1159
1160                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1161
1162                         /*
1163                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1164                          * node relationship of the pages established between
1165                          * threads and memory areas.
1166                          *
1167                          * However if the number of source nodes is not equal to
1168                          * the number of destination nodes we can not preserve
1169                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1170                          * copying memory from a node that is in the destination
1171                          * mask.
1172                          *
1173                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1174                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1175                          */
1176
1177                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1178                                                 (node_isset(s, *to)))
1179                                 continue;
1180
1181                         d = node_remap(s, *from, *to);
1182                         if (s == d)
1183                                 continue;
1184
1185                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1186                         dest = d;
1187
1188                         /* dest not in remaining from nodes? */
1189                         if (!node_isset(dest, tmp))
1190                                 break;
1191                 }
1192                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1193                         break;
1194
1195                 node_clear(source, tmp);
1196                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1197                 if (err > 0)
1198                         busy += err;
1199                 if (err < 0)
1200                         break;
1201         }
1202         mmap_read_unlock(mm);
1203         if (err < 0)
1204                 return err;
1205         return busy;
1206
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1211  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1212  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1213  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1214  * is in virtual address order.
1215  */
1216 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1217 {
1218         struct vm_area_struct *vma;
1219         unsigned long address;
1220
1221         vma = find_vma(current->mm, start);
1222         while (vma) {
1223                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1224                 if (address != -EFAULT)
1225                         break;
1226                 vma = vma->vm_next;
1227         }
1228
1229         if (PageHuge(page)) {
1230                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1231                                 vma, address);
1232         } else if (PageTransHuge(page)) {
1233                 struct page *thp;
1234
1235                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1236                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1237                 if (!thp)
1238                         return NULL;
1239                 prep_transhuge_page(thp);
1240                 return thp;
1241         }
1242         /*
1243          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1244          */
1245         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1246                         vma, address);
1247 }
1248 #else
1249
1250 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1251                                 unsigned long flags)
1252 {
1253         return -EIO;
1254 }
1255
1256 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1257                      const nodemask_t *to, int flags)
1258 {
1259         return -ENOSYS;
1260 }
1261
1262 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1263 {
1264         return NULL;
1265 }
1266 #endif
1267
1268 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1269                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1270                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1271 {
1272         struct mm_struct *mm = current->mm;
1273         struct mempolicy *new;
1274         unsigned long end;
1275         int err;
1276         int ret;
1277         LIST_HEAD(pagelist);
1278
1279         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1280                 return -EINVAL;
1281         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1282                 return -EPERM;
1283
1284         if (start & ~PAGE_MASK)
1285                 return -EINVAL;
1286
1287         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1288                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1289
1290         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1291         end = start + len;
1292
1293         if (end < start)
1294                 return -EINVAL;
1295         if (end == start)
1296                 return 0;
1297
1298         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1299         if (IS_ERR(new))
1300                 return PTR_ERR(new);
1301
1302         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1303                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1304
1305         /*
1306          * If we are using the default policy then operation
1307          * on discontinuous address spaces is okay after all
1308          */
1309         if (!new)
1310                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1311
1312         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1313                  start, start + len, mode, mode_flags,
1314                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1315
1316         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1317
1318                 err = migrate_prep();
1319                 if (err)
1320                         goto mpol_out;
1321         }
1322         {
1323                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1324                 if (scratch) {
1325                         mmap_write_lock(mm);
1326                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1327                         if (err)
1328                                 mmap_write_unlock(mm);
1329                 } else
1330                         err = -ENOMEM;
1331                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1332         }
1333         if (err)
1334                 goto mpol_out;
1335
1336         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1337                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1338
1339         if (ret < 0) {
1340                 err = ret;
1341                 goto up_out;
1342         }
1343
1344         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1345
1346         if (!err) {
1347                 int nr_failed = 0;
1348
1349                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1350                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1351                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1352                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1353                         if (nr_failed)
1354                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1355                 }
1356
1357                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1358                         err = -EIO;
1359         } else {
1360 up_out:
1361                 if (!list_empty(&pagelist))
1362                         putback_movable_pages(&pagelist);
1363         }
1364
1365         mmap_write_unlock(mm);
1366 mpol_out:
1367         mpol_put(new);
1368         return err;
1369 }
1370
1371 /*
1372  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1373  */
1374
1375 /* Copy a node mask from user space. */
1376 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1377                      unsigned long maxnode)
1378 {
1379         unsigned long k;
1380         unsigned long t;
1381         unsigned long nlongs;
1382         unsigned long endmask;
1383
1384         --maxnode;
1385         nodes_clear(*nodes);
1386         if (maxnode == 0 || !nmask)
1387                 return 0;
1388         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1389                 return -EINVAL;
1390
1391         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1392         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1393                 endmask = ~0UL;
1394         else
1395                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1396
1397         /*
1398          * When the user specified more nodes than supported just check
1399          * if the non supported part is all zero.
1400          *
1401          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1402          * the bits in that area first. And then go through to
1403          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1404          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1405          */
1406         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1407                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1408                         if (get_user(t, nmask + k))
1409                                 return -EFAULT;
1410                         if (k == nlongs - 1) {
1411                                 if (t & endmask)
1412                                         return -EINVAL;
1413                         } else if (t)
1414                                 return -EINVAL;
1415                 }
1416                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1417                 endmask = ~0UL;
1418         }
1419
1420         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1421                 unsigned long valid_mask = endmask;
1422
1423                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1424                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1425                         return -EFAULT;
1426                 if (t & valid_mask)
1427                         return -EINVAL;
1428         }
1429
1430         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1431                 return -EFAULT;
1432         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1433         return 0;
1434 }
1435
1436 /* Copy a kernel node mask to user space */
1437 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1438                               nodemask_t *nodes)
1439 {
1440         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1441         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1442
1443         if (copy > nbytes) {
1444                 if (copy > PAGE_SIZE)
1445                         return -EINVAL;
1446                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1447                         return -EFAULT;
1448                 copy = nbytes;
1449         }
1450         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1451 }
1452
1453 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1454                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1455                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1456 {
1457         nodemask_t nodes;
1458         int err;
1459         unsigned short mode_flags;
1460
1461         start = untagged_addr(start);
1462         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1463         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1464         if (mode >= MPOL_MAX)
1465                 return -EINVAL;
1466         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1467             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1468                 return -EINVAL;
1469         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1470         if (err)
1471                 return err;
1472         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1473 }
1474
1475 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1476                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1477                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1478 {
1479         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1480 }
1481
1482 /* Set the process memory policy */
1483 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1484                                  unsigned long maxnode)
1485 {
1486         int err;
1487         nodemask_t nodes;
1488         unsigned short flags;
1489
1490         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1491         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1492         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1493                 return -EINVAL;
1494         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1495                 return -EINVAL;
1496         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1497         if (err)
1498                 return err;
1499         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1500 }
1501
1502 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1503                 unsigned long, maxnode)
1504 {
1505         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1506 }
1507
1508 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1509                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1510                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1511 {
1512         struct mm_struct *mm = NULL;
1513         struct task_struct *task;
1514         nodemask_t task_nodes;
1515         int err;
1516         nodemask_t *old;
1517         nodemask_t *new;
1518         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1519
1520         if (!scratch)
1521                 return -ENOMEM;
1522
1523         old = &scratch->mask1;
1524         new = &scratch->mask2;
1525
1526         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1527         if (err)
1528                 goto out;
1529
1530         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1531         if (err)
1532                 goto out;
1533
1534         /* Find the mm_struct */
1535         rcu_read_lock();
1536         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1537         if (!task) {
1538                 rcu_read_unlock();
1539                 err = -ESRCH;
1540                 goto out;
1541         }
1542         get_task_struct(task);
1543
1544         err = -EINVAL;
1545
1546         /*
1547          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1548          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1549          */
1550         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1551                 rcu_read_unlock();
1552                 err = -EPERM;
1553                 goto out_put;
1554         }
1555         rcu_read_unlock();
1556
1557         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1558         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1559         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1560                 err = -EPERM;
1561                 goto out_put;
1562         }
1563
1564         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1565         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1566         if (nodes_empty(*new))
1567                 goto out_put;
1568
1569         err = security_task_movememory(task);
1570         if (err)
1571                 goto out_put;
1572
1573         mm = get_task_mm(task);
1574         put_task_struct(task);
1575
1576         if (!mm) {
1577                 err = -EINVAL;
1578                 goto out;
1579         }
1580
1581         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1582                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1583
1584         mmput(mm);
1585 out:
1586         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1587
1588         return err;
1589
1590 out_put:
1591         put_task_struct(task);
1592         goto out;
1593
1594 }
1595
1596 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1597                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1598                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1599 {
1600         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1601 }
1602
1603
1604 /* Retrieve NUMA policy */
1605 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1606                                 unsigned long __user *nmask,
1607                                 unsigned long maxnode,
1608                                 unsigned long addr,
1609                                 unsigned long flags)
1610 {
1611         int err;
1612         int pval;
1613         nodemask_t nodes;
1614
1615         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1616                 return -EINVAL;
1617
1618         addr = untagged_addr(addr);
1619
1620         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1621
1622         if (err)
1623                 return err;
1624
1625         if (policy && put_user(pval, policy))
1626                 return -EFAULT;
1627
1628         if (nmask)
1629                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1630
1631         return err;
1632 }
1633
1634 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1635                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1636                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1637 {
1638         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1639 }
1640
1641 #ifdef CONFIG_COMPAT
1642
1643 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1644                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1645                        compat_ulong_t, maxnode,
1646                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1647 {
1648         long err;
1649         unsigned long __user *nm = NULL;
1650         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1651         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1652
1653         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1654         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1655
1656         if (nmask)
1657                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1658
1659         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1660
1661         if (!err && nmask) {
1662                 unsigned long copy_size;
1663                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1664                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1665                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1666                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1667                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1668         }
1669
1670         return err;
1671 }
1672
1673 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1674                        compat_ulong_t, maxnode)
1675 {
1676         unsigned long __user *nm = NULL;
1677         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1678         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1679
1680         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1681         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1682
1683         if (nmask) {
1684                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1685                         return -EFAULT;
1686                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1687                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1688                         return -EFAULT;
1689         }
1690
1691         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1692 }
1693
1694 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1695                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1696                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1697 {
1698         unsigned long __user *nm = NULL;
1699         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1700         nodemask_t bm;
1701
1702         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1703         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1704
1705         if (nmask) {
1706                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1707                         return -EFAULT;
1708                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1709                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1710                         return -EFAULT;
1711         }
1712
1713         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1714 }
1715
1716 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1717                        compat_ulong_t, maxnode,
1718                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1719                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1720 {
1721         unsigned long __user *old = NULL;
1722         unsigned long __user *new = NULL;
1723         nodemask_t tmp_mask;
1724         unsigned long nr_bits;
1725         unsigned long size;
1726
1727         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1728         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1729         if (old_nodes) {
1730                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1731                         return -EFAULT;
1732                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1733                 if (new_nodes)
1734                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1735                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1736                         return -EFAULT;
1737         }
1738         if (new_nodes) {
1739                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1740                         return -EFAULT;
1741                 if (new == NULL)
1742                         new = compat_alloc_user_space(size);
1743                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1744                         return -EFAULT;
1745         }
1746         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1747 }
1748
1749 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1750
1751 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1752 {
1753         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1754                 return false;
1755
1756         /*
1757          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1758          * incurring periodic faults.
1759          */
1760         if (vma_is_dax(vma))
1761                 return false;
1762
1763         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1764                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1765                 return false;
1766
1767         /*
1768          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1769          * do so then migration (at least from node to node) is not
1770          * possible.
1771          */
1772         if (vma->vm_file &&
1773                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1774                         < policy_zone)
1775                 return false;
1776         return true;
1777 }
1778
1779 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1780                                                 unsigned long addr)
1781 {
1782         struct mempolicy *pol = NULL;
1783
1784         if (vma) {
1785                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1786                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1787                 } else if (vma->vm_policy) {
1788                         pol = vma->vm_policy;
1789
1790                         /*
1791                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1792                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1793                          * count on these policies which will be dropped by
1794                          * mpol_cond_put() later
1795                          */
1796                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1797                                 mpol_get(pol);
1798                 }
1799         }
1800
1801         return pol;
1802 }
1803
1804 /*
1805  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1806  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1807  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1808  *
1809  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1810  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1811  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1812  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1813  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1814  * extra reference for shared policies.
1815  */
1816 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1817                                                 unsigned long addr)
1818 {
1819         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1820
1821         if (!pol)
1822                 pol = get_task_policy(current);
1823
1824         return pol;
1825 }
1826
1827 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1828 {
1829         struct mempolicy *pol;
1830
1831         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1832                 bool ret = false;
1833
1834                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1835                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1836                         ret = true;
1837                 mpol_cond_put(pol);
1838
1839                 return ret;
1840         }
1841
1842         pol = vma->vm_policy;
1843         if (!pol)
1844                 pol = get_task_policy(current);
1845
1846         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1847 }
1848
1849 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1850 {
1851         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1852
1853         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1854
1855         /*
1856          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1857          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1858          *
1859          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1860          * so if the following test faile, it implies
1861          * policy->v.nodes has movable memory only.
1862          */
1863         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1864                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1865
1866         return zone >= dynamic_policy_zone;
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1871  * page allocation
1872  */
1873 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1874 {
1875         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1876         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1877                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1878                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1879                 return &policy->v.nodes;
1880
1881         return NULL;
1882 }
1883
1884 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1885 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1886 {
1887         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1888                 nd = policy->v.preferred_node;
1889         else {
1890                 /*
1891                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1892                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1893                  * requested node and not break the policy.
1894                  */
1895                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1896         }
1897
1898         return nd;
1899 }
1900
1901 /* Do dynamic interleaving for a process */
1902 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1903 {
1904         unsigned next;
1905         struct task_struct *me = current;
1906
1907         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1908         if (next < MAX_NUMNODES)
1909                 me->il_prev = next;
1910         return next;
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1915  * next slab entry.
1916  */
1917 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1918 {
1919         struct mempolicy *policy;
1920         int node = numa_mem_id();
1921
1922         if (in_interrupt())
1923                 return node;
1924
1925         policy = current->mempolicy;
1926         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1927                 return node;
1928
1929         switch (policy->mode) {
1930         case MPOL_PREFERRED:
1931                 /*
1932                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1933                  */
1934                 return policy->v.preferred_node;
1935
1936         case MPOL_INTERLEAVE:
1937                 return interleave_nodes(policy);
1938
1939         case MPOL_BIND: {
1940                 struct zoneref *z;
1941
1942                 /*
1943                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1944                  * first node.
1945                  */
1946                 struct zonelist *zonelist;
1947                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1948                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1949                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1950                                                         &policy->v.nodes);
1951                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1952         }
1953
1954         default:
1955                 BUG();
1956         }
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1961  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1962  * number of present nodes.
1963  */
1964 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1965 {
1966         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1967         unsigned target;
1968         int i;
1969         int nid;
1970
1971         if (!nnodes)
1972                 return numa_node_id();
1973         target = (unsigned int)n % nnodes;
1974         nid = first_node(pol->v.nodes);
1975         for (i = 0; i < target; i++)
1976                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1977         return nid;
1978 }
1979
1980 /* Determine a node number for interleave */
1981 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1982                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1983 {
1984         if (vma) {
1985                 unsigned long off;
1986
1987                 /*
1988                  * for small pages, there is no difference between
1989                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1990                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1991                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1992                  * a useful offset.
1993                  */
1994                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1995                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1996                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1997                 return offset_il_node(pol, off);
1998         } else
1999                 return interleave_nodes(pol);
2000 }
2001
2002 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2003 /*
2004  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2005  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2006  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2007  * @gfp_flags: for requested zone
2008  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2009  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2010  *
2011  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2012  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2013  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2014  * @nodemask for filtering the zonelist.
2015  *
2016  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2017  */
2018 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2019                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2020 {
2021         int nid;
2022
2023         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2024         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2025
2026         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2027                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2028                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2029         } else {
2030                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2031                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2032                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2033         }
2034         return nid;
2035 }
2036
2037 /*
2038  * init_nodemask_of_mempolicy
2039  *
2040  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2041  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2042  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2043  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2044  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2045  * of non-default mempolicy.
2046  *
2047  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2048  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2049  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2050  *
2051  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2052  */
2053 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2054 {
2055         struct mempolicy *mempolicy;
2056         int nid;
2057
2058         if (!(mask && current->mempolicy))
2059                 return false;
2060
2061         task_lock(current);
2062         mempolicy = current->mempolicy;
2063         switch (mempolicy->mode) {
2064         case MPOL_PREFERRED:
2065                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2066                         nid = numa_node_id();
2067                 else
2068                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2069                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2070                 break;
2071
2072         case MPOL_BIND:
2073         case MPOL_INTERLEAVE:
2074                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2075                 break;
2076
2077         default:
2078                 BUG();
2079         }
2080         task_unlock(current);
2081
2082         return true;
2083 }
2084 #endif
2085
2086 /*
2087  * mempolicy_nodemask_intersects
2088  *
2089  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2090  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2091  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2092  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2093  *
2094  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2095  */
2096 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2097                                         const nodemask_t *mask)
2098 {
2099         struct mempolicy *mempolicy;
2100         bool ret = true;
2101
2102         if (!mask)
2103                 return ret;
2104         task_lock(tsk);
2105         mempolicy = tsk->mempolicy;
2106         if (!mempolicy)
2107                 goto out;
2108
2109         switch (mempolicy->mode) {
2110         case MPOL_PREFERRED:
2111                 /*
2112                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2113                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2114                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2115                  * nodes in mask.
2116                  */
2117                 break;
2118         case MPOL_BIND:
2119         case MPOL_INTERLEAVE:
2120                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2121                 break;
2122         default:
2123                 BUG();
2124         }
2125 out:
2126         task_unlock(tsk);
2127         return ret;
2128 }
2129
2130 /* Allocate a page in interleaved policy.
2131    Own path because it needs to do special accounting. */
2132 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2133                                         unsigned nid)
2134 {
2135         struct page *page;
2136
2137         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2138         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2139         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2140                 return page;
2141         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2142                 preempt_disable();
2143                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2144                 preempt_enable();
2145         }
2146         return page;
2147 }
2148
2149 /**
2150  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2151  *
2152  *      @gfp:
2153  *      %GFP_USER    user allocation.
2154  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2155  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2156  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2157  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2158  *
2159  *      @order:Order of the GFP allocation.
2160  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2161  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2162  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2163  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2164  *
2165  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2166  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2167  *      When VMA is not NULL caller must read-lock the mmap_lock of the
2168  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2169  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2170  *      NULL when no page can be allocated.
2171  */
2172 struct page *
2173 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2174                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2175 {
2176         struct mempolicy *pol;
2177         struct page *page;
2178         int preferred_nid;
2179         nodemask_t *nmask;
2180
2181         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2182
2183         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2184                 unsigned nid;
2185
2186                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2187                 mpol_cond_put(pol);
2188                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2189                 goto out;
2190         }
2191
2192         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2193                 int hpage_node = node;
2194
2195                 /*
2196                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2197                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2198                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2199                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2200                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2201                  *
2202                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2203                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2204                  */
2205                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2206                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2207
2208                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2209                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2210                         mpol_cond_put(pol);
2211                         /*
2212                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2213                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2214                          */
2215                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2216                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2217
2218                         /*
2219                          * If hugepage allocations are configured to always
2220                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2221                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2222                          * memory with both reclaim and compact as well.
2223                          */
2224                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2225                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2226                                                                 gfp, order);
2227
2228                         goto out;
2229                 }
2230         }
2231
2232         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2233         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2234         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2235         mpol_cond_put(pol);
2236 out:
2237         return page;
2238 }
2239 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2240
2241 /**
2242  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2243  *
2244  *      @gfp:
2245  *              %GFP_USER   user allocation,
2246  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2247  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2248  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2249  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2250  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2251  *
2252  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2253  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2254  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2255  */
2256 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2257 {
2258         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2259         struct page *page;
2260
2261         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2262                 pol = get_task_policy(current);
2263
2264         /*
2265          * No reference counting needed for current->mempolicy
2266          * nor system default_policy
2267          */
2268         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2269                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2270         else
2271                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2272                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2273                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2274
2275         return page;
2276 }
2277 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2278
2279 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2280 {
2281         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2282
2283         if (IS_ERR(pol))
2284                 return PTR_ERR(pol);
2285         dst->vm_policy = pol;
2286         return 0;
2287 }
2288
2289 /*
2290  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2291  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2292  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2293  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2294  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2295  *
2296  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2297  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2298  */
2299
2300 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2301 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2302 {
2303         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2304
2305         if (!new)
2306                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2307
2308         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2309         if (old == current->mempolicy) {
2310                 task_lock(current);
2311                 *new = *old;
2312                 task_unlock(current);
2313         } else
2314                 *new = *old;
2315
2316         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2317                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2318                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2319         }
2320         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2321         return new;
2322 }
2323
2324 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2325 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2326 {
2327         if (!a || !b)
2328                 return false;
2329         if (a->mode != b->mode)
2330                 return false;
2331         if (a->flags != b->flags)
2332                 return false;
2333         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2334                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2335                         return false;
2336
2337         switch (a->mode) {
2338         case MPOL_BIND:
2339         case MPOL_INTERLEAVE:
2340                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2341         case MPOL_PREFERRED:
2342                 /* a's ->flags is the same as b's */
2343                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2344                         return true;
2345                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2346         default:
2347                 BUG();
2348                 return false;
2349         }
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Shared memory backing store policy support.
2354  *
2355  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2356  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2357  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2358  * for any accesses to the tree.
2359  */
2360
2361 /*
2362  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2363  * reading or for writing
2364  */
2365 static struct sp_node *
2366 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2367 {
2368         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2369
2370         while (n) {
2371                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2372
2373                 if (start >= p->end)
2374                         n = n->rb_right;
2375                 else if (end <= p->start)
2376                         n = n->rb_left;
2377                 else
2378                         break;
2379         }
2380         if (!n)
2381                 return NULL;
2382         for (;;) {
2383                 struct sp_node *w = NULL;
2384                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2385                 if (!prev)
2386                         break;
2387                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2388                 if (w->end <= start)
2389                         break;
2390                 n = prev;
2391         }
2392         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2397  * writing.
2398  */
2399 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2400 {
2401         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2402         struct rb_node *parent = NULL;
2403         struct sp_node *nd;
2404
2405         while (*p) {
2406                 parent = *p;
2407                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2408                 if (new->start < nd->start)
2409                         p = &(*p)->rb_left;
2410                 else if (new->end > nd->end)
2411                         p = &(*p)->rb_right;
2412                 else
2413                         BUG();
2414         }
2415         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2416         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2417         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2418                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2419 }
2420
2421 /* Find shared policy intersecting idx */
2422 struct mempolicy *
2423 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2424 {
2425         struct mempolicy *pol = NULL;
2426         struct sp_node *sn;
2427
2428         if (!sp->root.rb_node)
2429                 return NULL;
2430         read_lock(&sp->lock);
2431         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2432         if (sn) {
2433                 mpol_get(sn->policy);
2434                 pol = sn->policy;
2435         }
2436         read_unlock(&sp->lock);
2437         return pol;
2438 }
2439
2440 static void sp_free(struct sp_node *n)
2441 {
2442         mpol_put(n->policy);
2443         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2444 }
2445
2446 /**
2447  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2448  *
2449  * @page: page to be checked
2450  * @vma: vm area where page mapped
2451  * @addr: virtual address where page mapped
2452  *
2453  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2454  * node id.
2455  *
2456  * Returns:
2457  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2458  *      node    - node id where the page should be
2459  *
2460  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2461  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2462  */
2463 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2464 {
2465         struct mempolicy *pol;
2466         struct zoneref *z;
2467         int curnid = page_to_nid(page);
2468         unsigned long pgoff;
2469         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2470         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2471         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2472         int ret = -1;
2473
2474         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2475         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2476                 goto out;
2477
2478         switch (pol->mode) {
2479         case MPOL_INTERLEAVE:
2480                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2481                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2482                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2483                 break;
2484
2485         case MPOL_PREFERRED:
2486                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2487                         polnid = numa_node_id();
2488                 else
2489                         polnid = pol->v.preferred_node;
2490                 break;
2491
2492         case MPOL_BIND:
2493
2494                 /*
2495                  * allows binding to multiple nodes.
2496                  * use current page if in policy nodemask,
2497                  * else select nearest allowed node, if any.
2498                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2499                  */
2500                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2501                         goto out;
2502                 z = first_zones_zonelist(
2503                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2504                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2505                                 &pol->v.nodes);
2506                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2507                 break;
2508
2509         default:
2510                 BUG();
2511         }
2512
2513         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2514         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2515                 polnid = thisnid;
2516
2517                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2518                         goto out;
2519         }
2520
2521         if (curnid != polnid)
2522                 ret = polnid;
2523 out:
2524         mpol_cond_put(pol);
2525
2526         return ret;
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2531  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2532  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2533  * policy.
2534  */
2535 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2536 {
2537         struct mempolicy *pol;
2538
2539         task_lock(task);
2540         pol = task->mempolicy;
2541         task->mempolicy = NULL;
2542         task_unlock(task);
2543         mpol_put(pol);
2544 }
2545
2546 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2547 {
2548         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2549         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2550         sp_free(n);
2551 }
2552
2553 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2554                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2555 {
2556         node->start = start;
2557         node->end = end;
2558         node->policy = pol;
2559 }
2560
2561 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2562                                 struct mempolicy *pol)
2563 {
2564         struct sp_node *n;
2565         struct mempolicy *newpol;
2566
2567         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2568         if (!n)
2569                 return NULL;
2570
2571         newpol = mpol_dup(pol);
2572         if (IS_ERR(newpol)) {
2573                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2574                 return NULL;
2575         }
2576         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2577         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2578
2579         return n;
2580 }
2581
2582 /* Replace a policy range. */
2583 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2584                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2585 {
2586         struct sp_node *n;
2587         struct sp_node *n_new = NULL;
2588         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2589         int ret = 0;
2590
2591 restart:
2592         write_lock(&sp->lock);
2593         n = sp_lookup(sp, start, end);
2594         /* Take care of old policies in the same range. */
2595         while (n && n->start < end) {
2596                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2597                 if (n->start >= start) {
2598                         if (n->end <= end)
2599                                 sp_delete(sp, n);
2600                         else
2601                                 n->start = end;
2602                 } else {
2603                         /* Old policy spanning whole new range. */
2604                         if (n->end > end) {
2605                                 if (!n_new)
2606                                         goto alloc_new;
2607
2608                                 *mpol_new = *n->policy;
2609                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2610                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2611                                 n->end = start;
2612                                 sp_insert(sp, n_new);
2613                                 n_new = NULL;
2614                                 mpol_new = NULL;
2615                                 break;
2616                         } else
2617                                 n->end = start;
2618                 }
2619                 if (!next)
2620                         break;
2621                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2622         }
2623         if (new)
2624                 sp_insert(sp, new);
2625         write_unlock(&sp->lock);
2626         ret = 0;
2627
2628 err_out:
2629         if (mpol_new)
2630                 mpol_put(mpol_new);
2631         if (n_new)
2632                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2633
2634         return ret;
2635
2636 alloc_new:
2637         write_unlock(&sp->lock);
2638         ret = -ENOMEM;
2639         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2640         if (!n_new)
2641                 goto err_out;
2642         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2643         if (!mpol_new)
2644                 goto err_out;
2645         goto restart;
2646 }
2647
2648 /**
2649  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2650  * @sp: pointer to inode shared policy
2651  * @mpol:  struct mempolicy to install
2652  *
2653  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2654  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2655  * This must be released on exit.
2656  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2657  */
2658 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2659 {
2660         int ret;
2661
2662         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2663         rwlock_init(&sp->lock);
2664
2665         if (mpol) {
2666                 struct vm_area_struct pvma;
2667                 struct mempolicy *new;
2668                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2669
2670                 if (!scratch)
2671                         goto put_mpol;
2672                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2673                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2674                 if (IS_ERR(new))
2675                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2676
2677                 task_lock(current);
2678                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2679                 task_unlock(current);
2680                 if (ret)
2681                         goto put_new;
2682
2683                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2684                 vma_init(&pvma, NULL);
2685                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2686                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2687
2688 put_new:
2689                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2690 free_scratch:
2691                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2692 put_mpol:
2693                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2694         }
2695 }
2696
2697 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2698                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2699 {
2700         int err;
2701         struct sp_node *new = NULL;
2702         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2703
2704         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2705                  vma->vm_pgoff,
2706                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2707                  npol ? npol->flags : -1,
2708                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2709
2710         if (npol) {
2711                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2712                 if (!new)
2713                         return -ENOMEM;
2714         }
2715         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2716         if (err && new)
2717                 sp_free(new);
2718         return err;
2719 }
2720
2721 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2722 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2723 {
2724         struct sp_node *n;
2725         struct rb_node *next;
2726
2727         if (!p->root.rb_node)
2728                 return;
2729         write_lock(&p->lock);
2730         next = rb_first(&p->root);
2731         while (next) {
2732                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2733                 next = rb_next(&n->nd);
2734                 sp_delete(p, n);
2735         }
2736         write_unlock(&p->lock);
2737 }
2738
2739 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2740 static int __initdata numabalancing_override;
2741
2742 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2743 {
2744         bool numabalancing_default = false;
2745
2746         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2747                 numabalancing_default = true;
2748
2749         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2750         if (numabalancing_override)
2751                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2752
2753         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2754                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2755                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2756                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2757         }
2758 }
2759
2760 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2761 {
2762         int ret = 0;
2763         if (!str)
2764                 goto out;
2765
2766         if (!strcmp(str, "enable")) {
2767                 numabalancing_override = 1;
2768                 ret = 1;
2769         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2770                 numabalancing_override = -1;
2771                 ret = 1;
2772         }
2773 out:
2774         if (!ret)
2775                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2776
2777         return ret;
2778 }
2779 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2780 #else
2781 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2782 {
2783 }
2784 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2785
2786 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2787 void __init numa_policy_init(void)
2788 {
2789         nodemask_t interleave_nodes;
2790         unsigned long largest = 0;
2791         int nid, prefer = 0;
2792
2793         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2794                                          sizeof(struct mempolicy),
2795                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2796
2797         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2798                                      sizeof(struct sp_node),
2799                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2800
2801         for_each_node(nid) {
2802                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2803                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2804                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2805                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2806                         .v = { .preferred_node = nid, },
2807                 };
2808         }
2809
2810         /*
2811          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2812          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2813          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2814          */
2815         nodes_clear(interleave_nodes);
2816         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2817                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2818
2819                 /* Preserve the largest node */
2820                 if (largest < total_pages) {
2821                         largest = total_pages;
2822                         prefer = nid;
2823                 }
2824
2825                 /* Interleave this node? */
2826                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2827                         node_set(nid, interleave_nodes);
2828         }
2829
2830         /* All too small, use the largest */
2831         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2832                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2833
2834         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2835                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2836
2837         check_numabalancing_enable();
2838 }
2839
2840 /* Reset policy of current process to default */
2841 void numa_default_policy(void)
2842 {
2843         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2844 }
2845
2846 /*
2847  * Parse and format mempolicy from/to strings
2848  */
2849
2850 /*
2851  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2852  */
2853 static const char * const policy_modes[] =
2854 {
2855         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2856         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2857         [MPOL_BIND]       = "bind",
2858         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2859         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2860 };
2861
2862
2863 #ifdef CONFIG_TMPFS
2864 /**
2865  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2866  * @str:  string containing mempolicy to parse
2867  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2868  *
2869  * Format of input:
2870  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2871  *
2872  * On success, returns 0, else 1
2873  */
2874 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2875 {
2876         struct mempolicy *new = NULL;
2877         unsigned short mode_flags;
2878         nodemask_t nodes;
2879         char *nodelist = strchr(str, ':');
2880         char *flags = strchr(str, '=');
2881         int err = 1, mode;
2882
2883         if (flags)
2884                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2885
2886         if (nodelist) {
2887                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2888                 *nodelist++ = '\0';
2889                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2890                         goto out;
2891                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2892                         goto out;
2893         } else
2894                 nodes_clear(nodes);
2895
2896         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2897         if (mode < 0)
2898                 goto out;
2899
2900         switch (mode) {
2901         case MPOL_PREFERRED:
2902                 /*
2903                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2904                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2905                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2906                  */
2907                 if (nodelist) {
2908                         char *rest = nodelist;
2909                         while (isdigit(*rest))
2910                                 rest++;
2911                         if (*rest)
2912                                 goto out;
2913                         if (nodes_empty(nodes))
2914                                 goto out;
2915                 }
2916                 break;
2917         case MPOL_INTERLEAVE:
2918                 /*
2919                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2920                  */
2921                 if (!nodelist)
2922                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2923                 break;
2924         case MPOL_LOCAL:
2925                 /*
2926                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2927                  */
2928                 if (nodelist)
2929                         goto out;
2930                 mode = MPOL_PREFERRED;
2931                 break;
2932         case MPOL_DEFAULT:
2933                 /*
2934                  * Insist on a empty nodelist
2935                  */
2936                 if (!nodelist)
2937                         err = 0;
2938                 goto out;
2939         case MPOL_BIND:
2940                 /*
2941                  * Insist on a nodelist
2942                  */
2943                 if (!nodelist)
2944                         goto out;
2945         }
2946
2947         mode_flags = 0;
2948         if (flags) {
2949                 /*
2950                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2951                  * mode flags.
2952                  */
2953                 if (!strcmp(flags, "static"))
2954                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2955                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2956                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2957                 else
2958                         goto out;
2959         }
2960
2961         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2962         if (IS_ERR(new))
2963                 goto out;
2964
2965         /*
2966          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2967          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2968          */
2969         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2970                 new->v.nodes = nodes;
2971         else if (nodelist)
2972                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2973         else
2974                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2975
2976         /*
2977          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2978          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2979          */
2980         new->w.user_nodemask = nodes;
2981
2982         err = 0;
2983
2984 out:
2985         /* Restore string for error message */
2986         if (nodelist)
2987                 *--nodelist = ':';
2988         if (flags)
2989                 *--flags = '=';
2990         if (!err)
2991                 *mpol = new;
2992         return err;
2993 }
2994 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2995
2996 /**
2997  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2998  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2999  * @maxlen:  length of @buffer
3000  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3001  *
3002  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3003  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3004  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3005  */
3006 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3007 {
3008         char *p = buffer;
3009         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3010         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3011         unsigned short flags = 0;
3012
3013         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3014                 mode = pol->mode;
3015                 flags = pol->flags;
3016         }
3017
3018         switch (mode) {
3019         case MPOL_DEFAULT:
3020                 break;
3021         case MPOL_PREFERRED:
3022                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3023                         mode = MPOL_LOCAL;
3024                 else
3025                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3026                 break;
3027         case MPOL_BIND:
3028         case MPOL_INTERLEAVE:
3029                 nodes = pol->v.nodes;
3030                 break;
3031         default:
3032                 WARN_ON_ONCE(1);
3033                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3034                 return;
3035         }
3036
3037         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3038
3039         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3040                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3041
3042                 /*
3043                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3044                  */
3045                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3046                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3047                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3048                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3049         }
3050
3051         if (!nodes_empty(nodes))
3052                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3053                                nodemask_pr_args(&nodes));
3054 }